Перелом рамы велосипеда
Существует ряд суеверий среди велосипедистов, в которые, кажется, верит каждый из них, и которые передавались из поколения в поколение, как священное писание. Проблема в том, что большинство из них либо абсолютно неправдоподобны, либо основаны на капле истины, искаженной до неузнаваемости. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Алюминиевые рамы служат максимум 5 лет
Да, алюминиевые рамы могут ломаться; виновниками таких поломок в основном становятся тяжелые вещи и сумки, которые вешаются на багажник закрепленный на подседельной трубе рамы.
Или пару лет. В этом факте есть что-то, но все объясняется лишь свойствами металла. Если кусочек металла неоднократно сгибать и разгибать, он в конце концов сломается – это подтвердит любой, кто когда-нибудь в порыве лени сгибал-разгибал скрепку.
Таковы свойства металла, но не все металлы одинаковы. Если вы постоянно будете сгибать-разгибать кусочек стали с большой силой, он обязательно сломается. Но если вы его лишь слегка гнете – нет. Нагрузка ниже той, при которой металл ломается, называется пределом усталости металла.
Именно этот тип циклической нагрузки случается с велосипедными рамами. И именно поэтому вы можете придумать стальную раму, которая прослужит вам вечно, поскольку она не сломается и защищена от коррозии.
Это не относится к алюминию. Если вы постоянно нагружаете и разгружаете кусок алюминия, он быстро сломается, даже при несильной нагрузке. Само собой, чем меньше нагрузка, тем он дольше будет ломаться.
Из-за ломкости металла алюминиевые рамы обычно предусматривают из более толстых труб, чтобы продлить их срок службы.
Используя особую технологию дизайна, можно сделать алюминиевую раму, которая прослужит много лет, если не десятилетий, поэтому до сих пор встречаются много рам, отлитых еще в 1990-е.
Стальные рамы «изжили» себя
Сейчас эта поговорка не так часто встречается, как в то время, когда сталь была основным материалом для рам. Это было вздором тогда, осталось и сейчас. Как говорилось выше, стальная рама может прослужить вечно.
Тогда откуда же появилось такое предубеждение? Циники могут заявить, что все дело в вело-магазинах, которые убеждают владельцев велосипедов в необходимости заменить ту деталь, которую заменять не нужно, но мы считаем, что дело обстоит не совсем так.
Любой новый велосипед работает идеально, и определенно привыкаешь к разнице ощущений от нового и старого байка. Ваш старый велик, из чего бы он ни был изготовлен, знаком вам каждой частичкой. Однако, такое ощущение может надоесть. Это не значит, что старый велик «никуда не годится», но ощущение чего-то нового повышает настроение.
Существует идеальная высота сидения, подходящая всем
Прочитав полдюжины общих книг по велоспорту, вы поймете, что существует бесчисленное количество рекомендаций о том, как правильно выставить высоту сидения. Идеальная высота сидения будет основываться на длине ваших ног, умноженной на определенное число (на 1,09 от педали до сидения – общепринято; на 0,883 от низа каретки до сидения – подозрительно точный показатель); учитывать угол колена, возможность свободно ставить пятку на педаль при выпрямлении ноги; и др.
Таким образом, высота сидения варьируется в зависимости от требований велосипедиста.
Можете сами настроить высоту сидения, или вам может помочь специалист. Тяжело понять, в каком именно положении вы будете чувствовать себя идеально, но вскоре боль в коленях и суставах подскажет вам, если что-то не так. Возите с собой ключи и вы сможете подрегулировать сидение под себя во время поездки, особенно, если вы в длительном заезде. 100 километров по холмам на некорректно настроенном велосипеде причинят столько дискомфорта, что потом придется лечиться неделями.
Покрышки должны иметь рисунок протектора
Это просто. В протекторе покрышек автомобилей и мотоциклов имеются канавки, которые помогают рассеивать воду, иначе бы они скользили по воде. Велосипедные покрышки, будучи значительно более узкими, не могут скользить при стандартных скоростях велосипеда. Теоретически, чтобы покрышки велосипеда заскользили, нужно будет разогнаться до 200 километров в час.
Однако, отделы маркетинга компаний по производству покрышек продолжают продавать их с протектором, хотя он и ухудшает их производительность. Поэтому узоры на колёсах легко входят в почву, что увеличивает сопротивление шин при движении.
Это объясняет, почему при необходимости выпуска шин для ситуаций, где идёт счёт на доли секунды, например, в индивидуальной гонке на время, производители шин выпускают гладкую резину. Взгляните хотя бы на Continental Grand Prix Supersonic или на менее экстремальный образец, Power Competition производства Michelin.
Карбоновые рамы «мягче»
Знакомо звучит? Современная интерпретация выражений «стальные рамы изжили себя» и «алюминиевые служат не дольше 5 лет». Почти такое же глупое.
При отсутствии сильных физических воздействий в процессе использования карбоновое волокно не становится ни слабее, ни более гибким; по крайней мере, ни один велосипедист не сможет этого сказать. Первая карбоновая рама появилась в массовой продаже в начале 1990-х, и некоторые из них ещё до сих пор используются. Если бы выражение о мягкости рам было верным, они уже давно имели бы серьезные повреждения.
Однако, хотя волокна сами по себе почти в любом случае долговечны, вы можете представить, как ослабится смола с течением времени при постоянном сгибании. Оказывается, вот что выходит.
Туристический журнал протестировал на гибкость волоконные вилки и обнаружили, что после 100 000 циклов они становятся менее прочными. Чак Тексьера, главный инженер в Specialized, рассказал подробности: «Эпоксидная матрица в какой то точке образует небольшую трещину, а затем начнет нарушаться соединение волокон».
Как многие считают, нарушается связь, о которой и говорят инженеры. Рама может стать слегка менее прочной, хотя по мнению Тексьера, велосипедисты не могут этого ощущать.
Он сказал: «на протяжении долгого периода времени вы можете ожидать изменений, но их процент слишком незначителен. Мы можем измерить их, но я совсем не считаю это необходимым».
Изменение веса губительно
“Несколько грамм веса колёс может равняться килограмму веса рамы» — говорит старая пословица, имея ввиду важность изменений в весе, особенно если касается колёс.
Проблема в том, что это не так. В 2001 г. вело-инженер Крейг Виллет проанализировал силу колёс и пришёл к выводу: «При улучшении продуктивности работы колёс, аэродинамика – самый важный момент, за которым следует масса колёс. Эффект инерции колёс во всех случаях настолько мал, что почти незначителен.
Вопрос важности изменений в массе происходит от идеи воздействия инерции, поскольку именно инерция повышается при увеличении скорости колеса. Но Виллетт ясно продемонстрировал, что инерция здесь роли не играет. Поэтому изменения в весе также относительно неважны.
Почему нет? Ну, вы не настолько увеличиваете скорость во время поездок, а даже когда увеличиваете, это все равно относительно низкая скорость. Поэтому прикладываемая сила для ускорения велосипеда с «тяжелыми» колёсами лишь немного выше, чем нужна легким колёсам. Кроме этого вес имеет значение во время подъемов, но даже это не является таким большим фактором, как многие считают, и дешевле следить за своим весом, чем за весом велосипеда.
Фактически, вы тратите большую часть времени, а также своих усилий, рассекая воздух, и это значительно лучшие основания для выбора колёс. Грубая разница в эффекте аэродинамики от общей массы значит, что вам больше подойдет пара хороших аэро колёс, чем пара легких колес.
Узкие покрышки более быстрые
Можно понять происхождение этого суеверия. В велоспорте более мелкие детали – легкие, а более лёгкие детали дают возможность набирать скорость быстрее, так ведь? Но не в случае с покрышками. Бесчисленные измерения показали, что, несомненно, сопротивление ниже у более широких шин, при идентичной конструкции – толщине каркаса и материалах, глубине протектора, и т.д.
Но только ли в этом дело? Что насчёт веса и аэродинамики?
Как выше обсуждалось, даже изменяемый вес значительно меньше воздействует на эффективность исполнения, чем все считают, поэтому разница между 23мм и 25 мм незначительна.
Мы не сильно разбираемся в деталях аэродинамического эффекта более толстых шин, но давайте попробуем. Аэродинамическое торможение возникает из фронтальной площади объекта и его коэффициента торможения.
Коэффициент торможения зависит от формы объекта и того, как его форма рассекает воздух. Очень аэродинамичная форма, как например, гладкие крылья, может составлять коэффициент торможения 0,005 в то время, как кирпича – 2,0.
Умножив коэффициент торможения на фронтальную площадь получим аэродинамическое торможение, поэтому сила торможения увеличивается при, скажем, увеличении ширины покрышки.
Согласно изучениям CyclingPowerLab, фронтальная площадь велосипедиста – около 0,36 м2. Замена 23 мм шин на 25 мм добавляет 0,001436 м2, увеличение на 0,4 %. Это тот коэффициент увеличения силы, который необходим вам, чтобы набрать любую допустимую скорость. Для преодоления 30 километров за час вам потребуется 102 ватта, что увеличивается до 102,5 вт с более толстыми шинами.
Согласно утверждениям BicycleRollingResistance.com, существует разница в 0,3 Вт в крутящем сопротивлении на шину при этой скорости в версиях 23мм и 25мм версиях шин Continental GP4000s II на 120psi. Увеличение аэродинамического торможения на пол-ватта почти равно уменьшению крутящегося сопротивления.
Проблема в том, что вы не станете обращать внимания на такое преимущество более толстых шин, как мягкая езда, при одинаковом давлении. При снижении давления сопротивление повышается, и вы придёте к финишу с немного большим общим сопротивлением.
Так узкие шины быстрее или медленнее? Ответ – в зависимости от обстоятельств. Общая аэродинамика и сопротивление зависят от размера шин и давления, и что быстрее решает только ваше умение подстраиваться под эти вариации.
Ещё одна сложность, не упомянутая выше, — скорость. При увеличении скорости аэродинамическое торможение растёт быстрее, чем крутящее сопротивление. Для финиширования спринтов и тайм-триалов вам определенно больше подойдут более тонкие шины.
Однако, сли вы не участвуете в гонках, то вам определенно не стоит этим заморачиваться.
Источник
Существует великое множество стереотипов, в которые верит каждый велосипедист, так как информация эта переходит годами из уст в уста и не подвергается критическому переосмыслению.
Некоторые из них вполне имеют право на существование, так как содержат зерно истины, однако эта истина искажена настолько, что переворачивает весь смысл с ног на голову.
Давайте разбираться.
Алюминиевые рамы служат не более 5 лет
Многие наслышаны об этом мифе и свято в него верят, как в непоколебимую истину.
Суть мифа основана на усталостном разрушении металла.
Алюминиевые велосипеды из 90-х, тем не менее, ездят по дорогам всего мира и в наши дни. Наверное, что-то тут не так.
Алюминиевый велосипед Klein Quantum 1999 года и сейчас смотрится вполне актуально: внутрення проводка тросов, гладкие сварные швы.
Проверить этот миф достаточно просто, если взять металлическую скрепку и начать ее многократно изгибать в одном и том же месте. Через какое-то количество повторений появится трещина, а затем произойдет полное разрушение в месте изгиба. Однако, разрушение происходит при существенном изменении геометрии металла. Здесь появляется еще один термин — предел усталости. Это такая деформация, при которой разрушения не происходит.
Руководствуясь этими принципами, строят рамы из стали. А они, как многим известно, практически вечные, если хорошо защищены от коррозии и не испытывали существенных деформаций из-за разного рода падений, столкновений и прочего.
То есть, любые возможные изгибы рамы во время эксплуатации находятся в рамках предела усталости.
Алюминий подвержен усталостному разрушению значительно сильнее. В качестве примера обратим внимание на алюминиевый провод. Да, возможно, пример не самый удачный, ведь сплав для проводки и для велосипедных рам по своему составу и прочностным характеристикам может значительно отличаться. Но для примера этого будет более, чем достаточно.
Итак, берем алюминиевый провод и пробуем его изгибать. Сломается он уже после пары-тройки повторений. Намного быстрее, чем стальная скрепка, хотя последняя и меньшего диаметра. Для нашего наблюдения этот фактор не имеет значения.
Получается, что да, мы подтвердили миф о быстром усталостном разрушении алюминия. Но не будем спешить с выводами.
Теперь возвращаемся к алюминиевым велосипедам. Инженеры, в крупных или не очень компаниях, об этой проблеме прекрасно осведомлены, а посему применяют разного рода ухищрения, чтобы минимизировать возможность усталостного разрушения.
Основные средства борьбы с этим — повышение жесткости узлов путем наращивания объема материала и применение легирующих добавок на этапе производства заготовок для труб. Да, именно поэтому существуют самые разные сплавы, которые обозначаются цифровыми индексами (7005, 7075, 6060, 6063 и проч.). Добавки легирующих элементов позволяют повысить прочность и гибкость, а вместе с ним и сопротивляемость усталостному разрушению. Кроме того, обратите внимание на толщину сварных швов! Там материала очень много. В дополнение к этому применяется баттирование и гидроформирование труб.
Баттирование — изменение толщины стенки трубы. Позволяет снизить содержание метала в ненагруженном элементе, например середина трубы имеет стенку 1 мм, а ближе к торцам уже 3 мм. Порядок цифр в реальности совсем иной, здесь они для наглядности.
Баттирования бывают двойными, тройными… и хватит. Полученной информации нам уже достаточно. Идем дальше.
Гидроформирование — изменение формы трубы под давлением жидкости в специальной форме. Кроме эстетических преференций, появляется возможность получить дополнительные ребра жесткости без наращивания объема материала.
Получается, что не все так плохо, комплекс технологий нивелирует существующие недостатки. Так же?
Можно порыться в интернете и найти фотографии для подтверждения мифа с подписями, мол “эта трещина от усталостного разрушения появилась через пять лет и один день”.
Хм….ну, возможно. А какой вес райдера? Как на велосипеде ездили? Какой вес сумок висел на раме?
Список вопросов можно продолжать бесконечно, список причин поломок окажется таким же длинным.
Возможно, используется рама не по размеру, и подседельный штырь приходится вынимать на почтительную высоту, хотя минимальное значение погружения его в подседельную трубу ограничивается на уровне около 15 см.
Возможно, на велосипеде, для этого не предназначенном, прыгают и покоряют гоночные трассы.
Возможно, в сумке на раме возили свинцовые аккумуляторы.
Вариантов масса.
Личный опыт использования алюминия показывает, что низкий вес МТБ рамы сказывается на ее жесткости не в лучшую сторону. Значит, гибкость высокая, а тут и до усталости недалеко. Но нет.
Десятилетняя (или около того) гоночная рама весом 1600 граммов возила много райдеров до меня, надо полагать. Имелось место заварки в районе кареточного узла, но предыдущий владелец честно признался в избыточном весе.
По до мной велосипед прошел ни одну тысячу и беспроблемно отъездил гонку по грунтам. Последствий никаких не было.
И это при том, что по раме было прекрасно видно, что она еще до меня отъездила довольно много гоночных мероприятий и на них ее не особо щадили.
Последний аргумент.
Давайте не забывать, что вся авиационная промышленность на алюминии построена, а срок службы самолетов доходит до 40-50 лет. Коммерческие живут меньше, но даже 7-8 лет для них не считается “старостью”. Стоит ли говорить, что нагрузки на алюминий там в разы больше, особенно в турбулентных зонах, крылья гнутся, как живые.
Почему-то же самолеты не списывают через пять лет? Наверное, тамошние специалисты что-то знают…
Кстати, некоторые производители велосипедов делают акцент на том, что они используют авиационный сплав. Так что…
Вывод.
Да, алюминий подвержен усталостному разрушению больше, чем сталь, но комплекс мер и технологий позволяют получить на выходе вполне годный для многолетнего использования велосипед без риска усталостного разрушения, так как предел усталости практически недостижим при получаемом уровне жесткости.
Стальные рамы всё.
Здесь всё достаточно просто. Стальные рамы, действительно, свой пик популярности уже пережили, но отказываться от них полностью никто не спешит.
Да, список компаний, выпускающих стальные рамы, наверняка, не такой длинный, как тех, которые клепают то же самое из карбона.
Всё так. Но и хорошая стальная рама, если она спроектирована грамотно и материалы подобраны не на свалке, прослужит много и будет себя показывать весьма комфортной. Возможно, передадите свой велосипед даже внукам.
Новый велосипед Rondo на стальной раме и SRAM Rival 1
Кстати, о комфорте. В народе существует небезосновательное утверждение, что сталь намного комфортнее алюминия, она более гибкая и хорошо справляется с вибрациями от дороги.
Вес может не отличаться от карбоновых или алюминиевых конкурентов.
Если вы ездите на стареньком алюминиевом Specialized S-WORKS (да, из предыдущего мифа), то его вес колеблется в районе 1600 граммов. Хорошая стальная, но не гоночная, рама весит 1700 граммов. Так что… выводы напрашиваются сами собой.
Только не начинайте говорить о карбоновом Specialized Epic Hardtail, вес рамы которого всего 790 граммов. И не напоминайте о Berk, чей общий (!!!) вес всего 3,9 кг. Wilier Zero туда же, там рама весит 780 граммов. Все эти модели топовые и построены на пределе возможностей карбона. Гоночная стальная рама им проиграет, увы.
Ну, так и мы здесь говорим преимущественно о сегменте, где вес на уровне 1,5 — 2-х килограммов считается нормой, а не о hi-end технологиях.
Стальной гравийник Specialized Sequoia
Некоторые мировые гиганты, на подобии Cannondale, полностью перешли на алюминий и карбон, это действительно так. Тут проявляется два аспекта.
Во-первых, им надо постоянно что-то продавать, чтобы выживать. Продать легче продукт, который, кроме технических, содержит в себе и привлекательные декоративные преимущества. С алюминием стало возможно то, что не позволяла сталь. С карбоном стало возможно то, что было недоступно с двумя предшественниками.
Во-вторых, компании в постоянном поиске новых материалов, которые могли бы удовлетворять растущим требованиям профессионального спорта (он и продажи двигает), а значит и карбон не является последней остановкой.
Значит ли это, что с появлением нового материала, старые канут в Лету? Нет, просто у нас с вами расширится выбор.
Красивые формы для стали в дефиците. Здесь превалируют круглые сечения труб, правда.
И всё же, ценителей хороших стальных велосипедов довольно много, как и производителей, которые не забывают о себе время от времени заявлять, тот же Yasujiro чего только стоит.
Стальной велосипед Speedvagen
С уверенностью нельзя сказать, что стальные велосипеды будут в ходу пока велоиндустрия существует, но в ближайшие пару десятков лет, вероятнее всего, со сцены сходить не станут.
Так и подмывало сказать, что сталь всегда будет с нами. Однако, из истории появления спицованных колес вспоминается период применения деревянных ободьев (начало 20-го века). Где они сейчас?
Единое правило настройки высоты седла.
Каким бы идеальным не был байк-фит, каким бы проверенным способом не воспользовались при выборе высоты седла, вы всегда рискуете ошибиться.
Действительно, грамотный байк-фит учитывает множество критериев и может вас расположить на велосипеде с точностью до десятых долей миллиметра. Но к чему это всё, если при движении быстро затекают руки, болят колени, забиваются мышцы?
Настройка посадки гонщика. Фото: Shimano
Вот-вот. Какое бы руководство по настройке посадке не применили, всегда прислушивайтесь к тому, что вам ваше тело говорит.
Каждый человек обладает рядом уникальных анатомических особенностей, которые учесть довольно сложно. Наверное, создать универсальный велосипед и способ посадки, который бы идеально подходил любому, просто невозможно.
Поэтому, все эти руководства являются всего лишь отправной точкой.
Конечная инстанция, к мнению которой стоит прислушаться — ваше тело.
“Удобный” гонщик — быстрый гонщик.
Покрышки должны иметь протектор.
По этой теме меня особенно бомбит.
МТБ покрышки для внедорожного использования протектор иметь обязаны. Здесь всё очевидно, в почете сила зацепа за грунт и всё такое.
Ну, ещё гравийники. Если они используются во внедорожных условиях, или таковые предполагаются, то да, протектор нужен.
В остальных случаях протектор зачем?
Чтобы разобраться во всём, давайте начнем сначала.
Протектор на автомобильной технике, для езды по асфальту, является важной составляющей, так как большая площадь контакта создает риск появления эффекта аквапланирования при высоких скоростях на влажной дороге.
То есть, при высокой скорости наезда на небольшое скопление воды, между резиной и асфальтом остается прослойка жидкости, из-за чего происходит нежелательное скольжение и потеря управления. Протектор, в этом случае, выполняет функцию отвода воды и не более того.
Особенно жирный протектор встречается на автомобилях и мотоциклах для внедорожного использования, где много грязи, песка или снега. Здесь важно сцепление с дорожным полотном, протектор вгрызается в грунт. На асфальте такой протектор гудит, снижает управляемость, снижает скорость движения, увеличивает расход топлива.
Гоночная техника по сухому асфальту ездит только на сликах, то есть протектор отсутствует вообще. Здесь важно получить максимальное сцепление с дорогой. Для дождевых условий применяется протектор.
Все гражданские автомобили, несмотря на негативные побочные эффекты, всегда ездят с протектором потому, что переобуваться каждый раз во время дождя не очень выгодно, как с точки зрения финансов, так и с точки зрения затрат времени. К тому же, лужи встречаются даже в сухую погоду.
Теперь велосипеды.
Ввиду малой площади контакта покрышки с асфальтом, эффект аквапланирования исключается. Мокрая дорога влияет только на коэффициент трения между резиной и асфальтом, и, как это всем известно, на мокрой поверхности он значительно меньше.
То есть, торможение на мокрой дороге будет происходить на большей дистанции, чем на сухом асфальте. Да, еще повороты, в них будет скользко.
Напрашивается вывод, что для повышения безопасности движения велосипеда по асфальту, необходимо увеличить пятно контакта покрышки. Увеличение пятна контакта влечет за собой увеличение коэффициента трения, а значит и тормозной путь снижается, устойчивость в поворотах повышается. Очевидно же.
Напомню, что речь идет о городских условиях. Кстати, даже грунтовки в городской черте, как правило, утоптаны настолько плотно, что по своим свойствам близки к асфальту.
И вот вопрос теперь — зачем здесь протектор?
Он уменьшает площадь контакта, шумит, увеличивает сопротивление качению, педали крутить тяжелее, скорость низкая, устойчивости в поворотах нет, тормозной путь длинный, быстро изнашивается резина.
Положительной роли от протектора в условиях города нет. Вообще никакой.
Порой встречаются такие велосипеды, где протектор настолько агрессивный, что когда ведешь его рядом за седло, то отчетливо чувствуешь — он не катится, а переваливается с шипа на шип.
Зачем? Для чего? Чтобы “что”?)
Можно возразить, мол все МТБ велосипеды, а именно они стали основой велопарка в странах СНГ, с завода комплектуются такой резиной. Всё так. Они такой комплектацией обладают потому, что не предусмотрены для асфальта)
Впрочем, встречаются покрышки с отсутствием протектора на беговой дорожке (либо невысоким, который не ощущается почти) и присутствием оного только на боковых частях, чтобы позволить и по городу перемещаться с комфортом, и при выезде на грунт не оказаться в дураках.
На шоссейных покрышках, порой, встречается легкое подобие протектора в виде канавок. Но и здесь нет таких скоростей (далеко за 150 кмч), где аквапланирование могло бы иметь право на существование.
Взглянуть хотя бы на гоночные варианты Continental, там нет канавок. Ведь на соревнованиях важно всё, а повышенная деформация резины из-за присутствия канавок, на пользу не идет, ватты не экономит, сопротивление качению не снижает.
Бытует мнение, что это всё происки маркетологов, действия которых, зачастую, направлены на увеличение продаж (канавки — это красиво), а не на разъяснение населению принципов работы тех или иных вещей.
Источник