Коравината на шосеен велосипед е от съществено значение, но тя също трябва да бъде балансирана спрямо комфорт, тегло и цена. Ние проучваме как
Потърсете в интернет с термина „твърдост“и няма да стигнете далеч, преди да видите реклами, предлагащи фармацевтични решения за джентълменски проблеми. Велосипедите и спалните, изглежда, споделят непоколебима параноя относно слабото представяне, което обяснява защо маркетинговият провал, който придружава всеки нов велосипед, неизменно е подправен с твърдения за това как рамката сега е супер твърда, както и че е по-лека и по-удобна. Но, поне на теория, трите качества са в конфликт и дизайнерите на велосипеди непрекъснато се опитват да намерят най-добрата точка между тях, като бърникат с размерите на тръбите и науката за материалите.
Педал на карбона
Когато инженерите говорят за твърдост на рамката, те наистина се занимават с две различни области на производителността на велосипеда. Първият се отнася до наличието на достатъчна странична твърдост, за да позволи на педалите на водача да се прехвърлят възможно най-ефективно към пътя. Второто се отнася до предсказуемостта и стабилността на управлението на мотоциклета.
По отношение на страничната коравина, всеки път, когато кракът ви стъпи върху педала, вие създавате значителни странични (отстрани) напрежения заедно със сили на усукване (усукване), които се комбинират, за да извадят долната част на рамката на подравняване. Всеки милиметър движение на рамката поглъща ценна енергия, която може да бъде насочена към пътя, така че минимизирането на тази гъвкавост ефективно увеличава ефективността на педалите, оттук и безмилостният фокус върху твърдостта на рамките.
„Как получавате енергията, която подавате през манивелите към задното колело, всъщност се отнася до долната скоба, верижните стойки, отпадането и твърдостта на колелата“, казва Джерард Врумен, съосновател на Open bicycles и преди това съ- собственик на Cervélo. Това предизвикателство се усложнява от едностранното задвижване на велосипеда, което създава неравномерно натоварване на задната част на мотора. Необходимостта да се устои на по-големите сили от дясната страна на рамката е причината, поради която много велосипеди избират асиметричен дизайн на верижни стойки и тръби на седалките.
Но както ни напомня Бен Коутс, пътен продуктов директор на Trek, това, което правите с една част от велосипеда, пряко засяга друга: „Можете да увеличите твърдостта на долната скоба, например, като добавите ламинат към долната страна на тръбата на главата, но всяко парче ламинат засяга целия мотор. Рискувате неблагоприятни ефекти, ако не разбирате как добавянето или усъвършенстването на материали засяга другите части на велосипеда.
„Можем да направим велосипедите по-твърди, отколкото искат дори най-големите и взискателни колоездачи в света, но просто да ги направим по-твърди или по-леки, не е непременно рецепта за по-добър мотоциклет. Разговорът трябва да започне с това как искате да кара мотора, а не къде искате да е твърд.'
Инженерна твърдост
Как дизайнерите втвърдяват рамката точно на точните места? Отговорът се крие в диаметъра на напречното сечение на тръбите, както и тяхната дължина и, в случая на въглеродните велосипеди, множеството слоеве от въглеродни влакна
използвани в конструкцията им.
„Колкото по-голям е диаметърът на тръбата, толкова по-твърда ще бъде тя“, казва Адам Уейс, главен изпълнителен директор и основател на производителя на ръчно изработени карбонови велосипеди Rolo. „И това е още преди да започнете да разглеждате материалите.“
Това обяснява тенденцията в дизайна на велосипедите към прекалено големи долни тръби, кръстовища на долни скоби и верижни стойки. Напредъкът при въглеродните влакна позволи на производителите да намалят дебелината на стените на тръбите, давайки им свободата да създават тръби с огромен вид без добавяне на тегло.
Така че, ако огромни долни тръби и долни скоби се използват за насочване на всеки ват от мощността на водача към пътя, защо да не следвате същата философия при горната тръба и тръбата на главата, за да устоите на силите в завой и да осигурите прецизно управление?
Докато накланяте велосипед в завой, три големи сили се събират: гравитацията, която дърпа вертикално надолу; кинетична енергия, която ви кара да се движите напред, и центростремителна сила, която ви тласка навън – наляво при завиване надясно и обратно. Ако рамката е твърде гъвкава, тези сили могат да изтласкат колелата и предната тръба извън центровката, което води до неточно управление.
„Имате нужда от колелата, за да следите, и колкото по-добре следят отпред назад, толкова по-предсказуеми са в завой“, казва Томас Макданиел, продуктов мениджър в BMC. „Да кажем, че минавате през завой, който сте карали хиляди пъти, така че да сте уверени и да носите много скорост, но един ден намирате масивна скала точно в средата на линията, която винаги вземате. Колко добре може мотоциклетът да приеме нуждата ви да направите промяна по средата на завой? Това е мястото, където твърдостта на предния край влиза в игра.'
Оказва се, че ако велосипедът е твърде твърд в предния край, става трудно да се наклони, което създава различен тип проблем с управлението. Крис Д’Алуисио, творчески директор в Specialized, подхваща историята, като си припомня момента, когато Tarmac SL4 на компанията замени SL3. Преди това, когато Specialized разработваше нов велосипед, той използваше 56 см размер на рамката като еталон за нов набор от цели, включително твърдост. След като целите бъдат ударени, рамката ще бъде мащабирана с малко по-малки тръби за по-малките рамки и по-големи тръби за по-големите рамки.
‘С SL4 направихме 56 по-твърд и по-лек, а по-високите ездачи – размер 56 и по-висок – казаха: „Уау! Много по-добре е.” Но при моя размер, 52, се возеше по-зле“, казва Д’Алуисио с освежаваща откровеност. „Беше твърде грубо, не само вертикално, но и когато се наведете в ъгъла. Имаше твърде голяма твърдост в предния край и не позволяваше на мотоциклета с по-малки размери да бъде съвместим по средата на завоя на пътя, така че щеше да доведе до трептене на предницата, особено върху неравна пътна настилка, което можеше да бъде изнервящо.'
Оказа се, че корекциите, направени при мащабирането на велосипеда, не са отишли достатъчно далеч и че по-малките рамки, с тръби с подобно напречно сечение и карбоново разположение до 56 см, са невероятно твърди, защото тези тръбите бяха по-къси.
„Малките велосипеди бяха пропорционално много по-твърди от по-големите велосипеди, което е напълно противоположно на това, от което се нуждае колоездачът“, казва Д’Алуисио. „По-високият колоездач, с по-дълъг кол за седалка и по-висок център на тежестта, изисква мотоциклетът да върши много повече работа. Когато поискате от мотора да се движи отдясно наляво в маневра, този мотор върши цялата работа, за да премести тежестта на този ездач от едната страна на другата и да го хване от падане. Трябва да възстановим сцеплението, докато ездачът завива.’
В резултат на това Specialized реши, че трябва ефективно да третира всеки различен размер на рамката, сякаш това е отделен персонализиран проект, процес, който нарича Rider First Engineering.
Това помага да се обясни защо инженерите не просто правят целия велосипед възможно най-твърд, но има и друга причина: комфорт, известен също като съответствие, което е способността на рамката да се бори с несъвършенствата на пътя повърхност и абсорбират вибрациите от асфалта.
След като създаде Cervélo R3, велосипед, който се радваше на позиции на подиума над бруталните калдъръми на Париж-Рубе в продължение на седем последователни години, Vroomen знае какво е необходимо за велосипед, който може да достави мощност към задното колело, като същевременно защитава водача от най-лошите повърхности.
„В идеалния случай искате възможно най-малко вертикална твърдост, за да получите известен комфорт и съответствие“, казва той. „Но тръбата, която увеличавате, за да получите твърдост при усукване, също става по-голяма вертикално и по-твърда вертикално и не е лесно да се отделят тези два фактора. В този смисъл винаги ще бъде компромис – най-удобният велосипед няма да може да се кара, защото е толкова гъвкав във всички посоки, а най-твърдият възможен велосипед също няма да може да се кара, защото е невероятно твърд, което е не само неудобно, но и по-бавно. Нуждаете се от някакъв вид съответствие, за да премахнете неравностите на пътя.“
Гумите вършат голяма част от тази работа, но дизайнерите също въвеждат известна степен на гъвкавост в рамката, особено в тръбата на седалката и чрез много тънки или сплескани стойки на седалката, като средство за разсейване на ударите на пътя, преминаващи нагоре през задната част от мотора към ездача.
Може би най-добрият пример за това как вертикалното съответствие може да бъде отделено от долната скоба и твърдостта на тръбата на главата е Trek Domane, настроеният за състезания мотоциклет, който изведе Фабиан Канчелара до най-горното стъпало на подиума в Обиколката на Фландрия и Париж-Рубе. Седалковата тръба на Domane е „разединена“от горната тръба, което позволява на седалковата тръба да се огъва почти независимо от рамката, без да се жертва твърдостта. Новият разделител IsoSpeed в най-новия Domane SLR дори има „регулируемо съответствие“, така че мотоциклетистът да може да персонализира нивото на твърдост.
„Диапазонът за настройка на Domane започва от приблизително същото ниво на вертикално съответствие като Madone [системата за авиационни състезания на Trek] и достига до 35% по-съвместимо, без да се засяга твърдостта на педалите,“казва Коутс.
Рамки на бъдещето
Непрестанното преследване на по-твърди, по-леки и по-удобни рамки не показва признаци на отслабване, като производителите са в непрекъснат стремеж да изследват нови материали и технологии. Британската марка за велосипеди Dassi, например, проучва възможностите на графена, чудотворната субстанция, която притежава изключителен потенциал, ако производителите успеят да намерят начини да използват нейните възможности.
„Графенът проявява свойства, които далеч надхвърлят традиционните въглероди, които се поставят в рамката на велосипед“, казва Стюарт Абът, бивш инженер по аерокосмически дизайн, който създаде Dassi преди шест години. „Има мистична възможност да се създаде рамка, която може да тежи само 300 g, защото графенът е много по-лек и много по-силен, че имате възможност да замените области от въглерод, които може да са с дебелина 2 mm или 3 mm на определени места на рамка – особено около долната скоба – с нещо, което е 100 пъти по-леко и една хилядна от дебелината.'
Засега обаче бърза проверка на реалността е подходяща за всеки, който е на път да си купи нов велосипед. Колоезденето не е като Формула 1, където най-добрата кола винаги печели, независимо от пилота. Много от големите състезания тази година – включително Париж-Рубе, Обиколката на Фландрия, Милано-Сан Ремо, Париж-Ница и Обиколката на Романдия – бяха спечелени от състезатели с различни мотоциклети. С други думи, най-добрата производителност зависи от колоездача, а не от велосипеда, и няма обективно „правилно“ниво на твърдост в рамката, а само нивото, което е точно за вас.
Топ 10 на най-твърдите мотоциклети
Как измервате твърдостта на велосипед? За съжаление нямаме лаборатория, която да прави тестове за огъване, но знаем място, което го прави. Нашите приятели от немското списание за колоездене Tour са известни със своя научен подход към тестването на велосипеди, който включва подлагане на всяка оголена рамка на строга батерия от стендови тестове, за да се установят стойностите на коравина.
Уравнение, базирано на оценката на коравина, която рамката постига при тръбата на главата (измерена в Nm/°), разделена на общата маса на рамката (в kg), осигурява индекс на коравина към тегло, който дава на Tour класация за най-твърдите рамки…
| Bike | Дата | Коравина към тегло |
| 1. Cervelo Rca | януари 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Specialized Tarmac SL4 | декември 2011 | 141.2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | септември 2011 | 139,2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | януари 2016 | 131,5Nm/°/kg |
| 5. Трек Емонда | декември 2014 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. Focus Izalco Max | юли 2013 | 127.1Nm/°/kg |
| 7. Филц F1 | декември 2011 | 125.3Nm/°/kg |
| 8. AX Lightness Vial Evo | януари 2015 | 125.1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | октомври 2015 | 123,9Nm/°/kg |
| 10. Rose X-Lite Team 8000 | декември 2014 | 123,7Nm/°/kg |
Въглероден жаргон: какво означава всичко това?
