Джантите стават по-дебели, което изглежда нелогично за по-бързите им, така че какво става?
Логиката подсказва, че ако искате нещо да разрязва въздуха бързо, трябва да го направите тънко и остро – като Concorde. Имаше формата на стреличка, докато други пътнически самолети бяха с луковична форма и в резултат на това можеше да прекоси Атлантика за по-малко от три часа. Почти същото мислене беше в ранните поколения авиационни колела с дълбока секция: тънки, дълбоки V-образни секции, стеснени към остър ръб, което създаваше впечатлението, че реже въздуха с максимална ефективност. Имаше интуитивен смисъл, но времената се промениха.
Авангардният дизайн на колелата сега е по-малко режещ и по-тъп. Ръбовете са омекотени и джантите са разширени до степента, в която сега ни се казва, че дебелите, заоблени профили на джантите са най-добрата форма за спиране на вятъра за цялостно представяне. И така, какво се случи?
Ветрове на вятъра
Първоначалният привърженик на по-широката форма на джантата беше Hed Wheels, като неговият основател, покойният Стив Хед, движеше голяма част от мисленето през 80-те години. Когато в средата на 2000 г. Hed пусна своята дебела, широкопрофилна колела Ardennes от алуминиева сплав, препоръчвайки да се комбинира с 25 мм гуми, а не с повсеместните 23 мм, мнозина изразиха недоверие, че това може да бъде по-бърза настройка. По това време техническите подробности бяха оскъдни. Изглеждаше, че Hed търси по-добра стабилност на гумите за по-голям контрол в завои, заедно с намаляване на вероятността от прищипване по неравен терен, но първоначалните изследвания през 80-те също показаха, че по-широките джанти могат да бъдат по-бързи аеродинамично. След това, когато патентът на Hed излезе през 2009 г., вратата беше отворена за вълна от иновации.
Майкъл Хол, директор за напреднали разработки в производителя на колела Zipp, казва: „Години наред индустрията преследваше цялостната ефективност на съпротивлението [най-бързите резултати при тестване в аеродинамичен тунел] без особено внимание на това колко добре се представят тези компоненти на под- оптимални дни в реалния свят. В реалния свят ездачите трябва да се справят с всичко, което околната среда им хвърля. За нашите колела Firecrest, пуснати на пазара през 2010 г., сменихме фокуса си и получените продукти се стремяха да бъдат по-стабилни и предсказуеми във всяка посока на вятъра от тези на предишните ни поколения.“
Кевин Куан, инженерен директор в Knight Composites, навлиза в повече подробности: „Начинът, по който проектираме, е от задния ръб, което означава задната половина на колелото.“Това може да звучи контраинтуитивно, като се има предвид, че това е гумата и водещата ръбът на джантата, който първо удря вятъра, но Куан казва: „Нашето изследване показва, че когато вятърът удари гума под ъгъл на отклонение [всеки ъгъл, различен от прав], тя ще се откачи [загуби плавното си движение по джантата], така че аеродинамичната форма в предната част на джантата не прави много – почти винаги е в застой.“С други думи, няма смисъл да се дава приоритет на аеродинамичната форма в предната част.
Предимства на Aero
За да разберем как по-широката джанта може да подобри аеродинамиката, вместо да увеличи съпротивлението, трябва да вземем предвид факта, че въздухът, в който се возим, не се държи по последователен начин. Дори в спокоен ден въздухът е въртяща се сложна бъркотия. Това, което аеродинамичната наука е осъзнала, е, че оптималната динамика на флуидите – начинът, по който въздухът взаимодейства с формите и повърхностните текстури, с които влиза в контакт – се свежда до намаляване на триенето.
Когато става дума за въздушен поток, има три широки категории. Първата категория е „ламинарен“въздушен поток. Това е най-желаното състояние за ниски загуби от триене и се отнася до въздуха, който се движи по гладки, прави или криви линии. Когато срещне движещ се обект, ламинарният въздушен поток се отделя, плъзга се около обекта, след което възобновява потока си от другата страна с минимален шум.
Второто състояние е „турбулентно“. Както подсказва името, той се отнася до объркан въздух, който далеч не е гладък, въпреки че може да има елементи както на „ламинарен“, така и на „заседнал“въздух в него. Причините за турбуленцията могат да бъдат много: може би денят е ветровит, или следвате отблизо друг ездач, или покрай вас минават коли и камиони. Тези неоптимални условия понякога се наричат „мръсен“въздух и това е най-често срещаното състояние, в което се намираме.
Третото условие е „в застой“. Това е, когато въздухът вече не тече, а се върти в различни посоки едновременно. Това състояние причинява най-голямо количество триене и като такова има най-голям ефект върху забавянето на ездача.
Всичко това означава, че макар да е страхотно да имате комбинация от колело и гума, която работи добре в ламинарен поток, докато се качвате челно във вятърен тунел, това е от по-голяма полза в сценарии от реалния свят са колела и гуми, които работят добре в турбулентен въздух. Най-успешните съвременни дизайни всъщност имат за цел да вземат въздух, който е турбулентен и да намалят съпротивлението му – да пречистят мръсния въздух. Това е една от причините, поради които тънките, остри джанти на колелата се заменят с по-широки, по-заоблени джанти – новите дизайни са просто по-бързи в разрязването на разхвърляния въздух, с който мотоциклетистите се сблъскват при повечето вози в реалния свят. Но има и друга основна причина, поради която джантите стават по-широки, а именно съпротивлението при търкаляне.
Контакт спорт
Преминаването към по-широки джанти е отчасти резултат от едновременното преминаване към по-широки гуми. Докато гумите с диаметър 23 mm бяха норма, повече мотоциклетисти и производители избират гуми с размери 25 mm, а понякога и по-широки.
„Изследванията на Continental показват, че гума 25c има 10-15% по-малко съпротивление при търкаляне от гума 23c“, казва Куан. „Continental показа, че ако имате по-голяма гума, контактното петно, вместо да се удължи, става по-късо, но по-широко, така че действителната повърхност на пътя остава същата при същото налягане.“
Това е подкрепено от откритията на производителя на гуми Schwalbe. Продуктовият мениджър Маркус Хахмайер казва: „Ако сравнявате гуми с различни ширини, но идентични спецификации – една и съща смес, профил и налягане – по отношение на съпротивлението при търкаляне, по-широките са по-бързи. Ако си представите вашия велосипед и мотоциклетист, паркирани върху стъклен лист и че гледате нагоре отдолу към мястото, където гумата среща стъклото, ще видите две ясно различни форми. На тясна гума формата би била дълга и тънка, овална. При по-широка гума това контактно петно би било по-късо и по-дебело, повече като кръг и по този начин във всеки един момент се използват по-малко от нишките, които изграждат страничната стена и спомагат за създаването на съпротивление при търкаляне, и триенето е по-малко.“
Всичко това е много добре, но защо просто не монтирате по-широки гуми към тесни джанти? Когато джантата е тясна, гумата има форма на „електрическа крушка“, когато се гледа в профил – прищипана там, където се закача за джантата, и изпъкнала встрани от джантата. С по-широка вътрешна джанта, гумата има по-скоро обърната U-образна форма, което спомага за създаването на по-заоблена контактна петна с пътя и впоследствие по-малко съпротивление при търкаляне.
Вътрешната ширина на джантите на колелата – разстоянието между двата закачени фланеца, които закрепват борда на гумата – доскоро беше около 14 mm. При първата реколта от по-широки джанти, това пространство нарасна до повече от 16 мм, а сега производителите ги разширяват отново. Най-новата гама Aeolus TLR D3 на Bontrager, която беше пусната по-рано тази година, разшири тази ширина от предишния D3 на 17.5 мм до огромните 19,5 мм, което е значително увеличение в процентно изражение. Едно предупреждение обаче идва от Michel Lethenet от производителя на колела Mavic. „И двата елемента [гума и джанта] в идеалния случай трябва да бъдат проектирани така, че да съвпадат перфектно, за да се подобри системата. Ако не, няма смисъл с нарастващата инерция, въртящото се тегло и въздушното съпротивление просто да използвате по-широка гума. Освен това трябва да помислите за аспекта на безопасността, ако обмислите обратния сценарий – тясна гума, използвана върху прекалено широка джанта. Това може да доведе до висок риск гумата да не стъпи правилно и потенциално да се спука.“
Безопасността с нещо толкова жизненоважно като гумите е от първостепенно значение и Куан добавя: „В момента 17-18 mm [вътрешна ширина на леглото на джантата] изглежда добре, но по-широки, да кажем до 20 mm, и ние навлизаме неизследвана територия. В момента не сме забелязали никакви неблагоприятни ефекти, но все още не са забелязани в масовия поток.“
Месията на Хендъл
Само за да докажем, че колелата са може би най-сложният проблем, с който инженерите трябва да се справят, има още едно жизненоважно съображение в проектното задание: управление.
„Това е изключително важен фактор“, казва Саймън Смарт, технически директор на Smart Aero Technology и дизайнер на системата за въздушни колела на Enve Composites (Enve SES). „Ако се върнем седем години назад, спортистите щяха да дойдат в аеродинамичния тунел и ние ще идентифицираме най-бързата колоос за тях. Но открихме, че често в реалния свят колелата са по-бавни. Това не беше защото аеродинамичният тунел беше грешен, а просто защото ездачите не можеха да поддържат права линия, когато се състезаваха, защото колелата нямаха стабилност.“
Част от бързото каране е способността да поддържате контрол, така че ако колелото няма стабилност при страничен вятър или турбулентен въздух, резултатът е загуба на увереност за бързо движение и производителността неизбежно страда. „За мен стабилността при каране беше голямото нещо, което липсваше на производителността на колелото и знаех, че ако успеем да разработим по-стабилно предно колело, дори и да се окаже малко по-бавно в аеродинамичния тунел, знаех, че ще бъде по-бързо в реалния свят “, казва Smart.„Ето защо се впуснах в програмата за разработка с Enve, като обработката беше приоритет номер едно.“
Всичко това сочи към факта, че колелото и гумата трябва да работят заедно като цялостен пакет за оптимално решение не само по отношение на аеродинамиката, но и по отношение на стабилността при скорост, предвидимото управление и по-ниското съпротивление при търкаляне. В светлината на това, ще видим ли производителите на джанти да работят в по-тясно сътрудничество с производителите на гуми в бъдеще?
В случая с Bontrager те вече са едно и също. Рей Ханщайн, продуктов мениджър за колела на Bontrager, казва: „Нашите инженери за колела и гуми се смятат за едни и същи. Колелата и гумите са толкова преплетени, че не можете да развиете потенциала на едното, без да имате интимно разбиране за другото. Тези момчета работят в една и съща стая, карат заедно, обядват заедно.“Подобна е историята при Mavic и Zipp, които правят свои собствени гуми, както и джанти, така че могат да създават точно съчетани продукти. Големият въпрос, на който остава отговорът, е: достигнахме ли върха? Smart казва: „Проектирането на джанти е доста предизвикателство, но вълнуващо. През последните пет години дизайнът на рамите се промени доста и неща като позволяването на по-широки гуми ни дадоха свободата да изследваме още по-широки джанти. Както при повечето неща, има точка на намаляваща възвръщаемост, но не мисля, че все още сме достигнали своя връх.“
В крайна сметка по-широките гуми и съответно широките профили на колелата са пътят, по който се движи индустрията и правилният избор за мотоциклетисти, ако искате максимални печалби при условията, които всички изпитваме всеки ден, с предсказуемо управление в допълнение. Науката го подкрепя, така че може би е време да отхвърлите тесния възглед и да преминете към широк.
