|
О балансе жёсткости – тонкие материи. Глава для обдумывания во время поездок на велосипеде.
Живой велосипед едет по реальной дороге со своим профилем и микрорельефом. Добившись баланса жёсткости деталей ходовой части, мы получили дорожный аппарат, который яхтой идёт по любой дороге, не замечая мелкие неровности, а значит - не допуская лишнего замедления на них и создавая комфорт. Мы научили тонконогий телепортатор нервно разгоняться и пулей мчаться по гладкому асфальту, благодаря минимальному сопротивлению и реализации всех наших сил в виде движения; остро маневрировать в городском трафике. Наш «Турист» легко и плавно летит над асфальтом, даря особое, только ему присущее ощущение лёгкости хода, скорости и комфорта одновременно, не слишком теряясь на хорошем просёлке.
Да, дорожник не так быстр, как «Турист». Конечно, шоссер, попадая на мелкие неровности, прилипает к ним, теряя скорость помимо нашей воли, и недвусмысленно напоминая, что комфорт – не его конёк. Конечно, «Турист» вытрясет душу, а потом завязнет там, где дорожник просто снизит скорость и потребует немного больших усилий, чем на асфальте.
Но!
Наши велосипеды одинаково легки на ходу, несмотря на разный вес и скорость - мы не тратим больше или меньше сил, пересаживаясь с шоссера на дорожник и наоборот. Каждый из них вполне комфортен в своих условиях. Немалый вес дорожника точно так же подчёркивает его лучшие качества, как лёгкость шоссера – его прелести. Наши велосипеды имеют очень разную скорость, но именно такую, как требует сама Дорога - ведь негоже налегке плестись по хорошему асфальту, как и лететь сломя голову по колдобинам, рискуя проглядеть неожиданность.
Наши велосипеды могут показаться несколько однобокими – не универсальными. Это так. Более того: у каждого из них ещё и есть одна единственная, присущая только им скорость. Конечно, это относится к достаточно хорошей дороге для данного типа велосипеда.
Назовём её крейсерской. Для дорожника это чуть меньше 20 км/ч, для «Туриста» - около 25 км/ч, для скоростных жёстких велосипедов – немного за 30 км/ч. На этой скорости велосипед как бы попадает в резонанс, и затраты энергии на её поддержание минимальны. Когда мы пытаемся ехать быстрее хотя бы на пару км/ч, резко возрастают затраты сил. Если нужно ехать медленнее, это раздражает психологически и вызывает ощущение «не своей тарелки». С этим явлением знаком каждый, кто катался в компании разнокалиберных велосипедов.
А вот если сбалансированные велосипеды полностью одинаковы по ходовой части, седоки их (если не задумываются об этом и не смотрят на педали друг друга) машинально двигаются с той же скоростью, имея даже разные передачи и каденс, и не испытывают дискомфорта.
Эта скорость сама устанавливается тогда, когда мы едем, не думая о ней – на свободной дороге, в отсутствие спешки, если задумываемся о чём-то постороннем. Она почти не зависит от физической формы и состояния велосипедиста – немного корректирует её лишь ветер и небольшие особенности дороги, но задаёт её именно сам велосипед.
Именно на этой скорости появляется «эффект автобуса» - когда велосипедист перестаёт замечать, что прилагает усилия для передвижения, и смотрит вокруг, как в окно автобуса – как будто его везут.
В этом режиме наши затраты энергии на единицу времени аналогичны затратам при ходьбе, а скорость – значительно, в разы, выше пешеходной. Так можно ехать очень долго, не уставая.
Естественно, любой велосипед можно разогнать быстрее – значительно быстрее. И чем он более жёсткий (при условии баланса, конечно), тем большую скорость на нём можно развить. И тем больше разница в крейсерской и максимальной скорости. Но всякие отступления от крейсерской скорости требуют затрат дополнительных сил.
То есть, движение сбалансированного велосипеда на разных скоростях выглядит так:
На малых скоростях легко крутим – легко едем. Попадаем в тяжёлые условия - крутить тяжелее, понятно. Быстрее едем – тоже пропорционально тратим больше сил. Если едем далеко – устанем просто из-за того, что при меньшей скорости дольше прилагаем силы для прохождения данного расстояния.
Около крейсерской скорости крутить становится легче, мы вообще перестаём обращать внимание на то, что двигаем велосипед. Это напоминает «подхват» в автомобиле, когда небольшое прибавление газа даёт большое прибавление скорости, только несколько иначе – некоторое прибавление скорости не требует больше сил.
Выше крейсерской скорости, вплоть до максимальной, снова тратим больше сил – быстрее едем. И так до тех пределов, когда нам не хватит либо сил, либо каденса.
Кстати, именно в этом случае – когда силы ещё есть, а больший каденс развить не получается, передачи шоссейного гоночного велосипеда и выручат нетренированного любителя, желающего разогнаться побыстрее. Это единственное применение системы передач на сбалансированном велосипеде, когда реальный эффект от неё безошибочно заметен гражданскому лицу. Наступает это явление на скоростях за 40-45 км/ч. Но это намного выше крейсерской скорости (на которой можно ехать бесконечно), и поддерживать такой режим удаётся редко и недолго из-за чрезмерных затрат сил.
Именно поэтому мы, не особо задумываясь, автоматически, придерживаемся крейсерской скорости – медленнее ехать не хочется, быстрее – становится тяжелее. Наблюдая за собой, несложно заметить, что если ничего не мешает, и нет задачи торопиться, большую часть времени мы едем именно с какой-то одной скоростью.
Нужно отметить, что у нашего организма тоже есть подобная особенность: при какой-то комбинации усилия на педалях и каденса он наиболее эффективен, и пытается автоматически её придерживаться. Однако, сбалансированный велосипед диктует свою волю (которую, в свою очередь, надиктовали ему мы при проектировании) настойчивей, чем ноги – свою. При несовпадении «удобных» скоростей, каденсов и усилий, ощущается некий дискомфорт, или эффекты крейсерской скорости несколько размываются.
Наверное, читатель уже чувствует приближение разговора о трансмиссии. Ведь организм у нас уже есть, ходовую часть мы научили катиться великолепно, нащупали экономичный «подхват» в её характере. Теперь для гармонии нужно поймать резонанс с аналогичным «подхватом» нашего организма, чтобы они помогали, усиливали друг друга. И сделаем мы это, естественно, с помощью трансмиссии. Но несколько позже.
Если велосипед не сбалансирован («Турист» на двойных ободах, «Старт-Шоссе» на толстых для него шинах, более жуткие гибриды, негоночные велосипеды на раме из толстых труб любого материала), на разных режимах его тормозят разные его детали, как плохого танцора. Кирпичному велосипеду колёса мешают.
На одних скоростях или покрытиях это шины, на других – обод, на третьих – рама. Поэтому ярко выраженной крейсерской скорости он не имеет. Может быть, по потребному усилию на каком-то покрытии такая скорость и найдётся, но из-за вибраций и других неприятных явлений придерживаться её не захочется. Бывает, такое пытаются исправить искусственной амортизацией, но она отнимает силы на свою работу, не давая достичь нужной скорости при желаемом усилии или каденсе.
Если повезёт, кирпичный велосипед не будет иметь и «провалов» – режимов, когда потребное усилие на педалях без толку возрастает. Речь идёт именно о везении, ибо создателей таких машин в осмысленном проектировании заподозрить сложно. В лучшем случае, они решают задачи однобокой громоздкой прочности, мнимой надёжности, а главным образом, реального сопряжения набора случайных деталей в одну конструкцию. Сплошной прогресс.
Правда, обычно, они получают своеобразную универсальность. Их гибриды уныло «тошнят» одинаково равномерно во всём диапазоне скоростей без выраженных «подхватов» и «провалов». Это было бы хорошо для спокойного экономичного моторного транспорта вроде трамвая, но именно «подхват» на крейсерской скорости экономит львиную долю сил велосипедиста при соблюдении баланса жёсткости. На «подхвате» и ездят сбалансированные велосипеды.
Достоинством считают тот момент, что на разных покрытиях поведение гибридов не сильно отличается – невысокая скорость и условный комфорт почти не зависят от дороги, чем создают иллюзию вседорожности.
Так как на кирпичном велосипеде универсально всё равно, с какой скоростью ехать, набор передач позволяет ехать с любой, не имея выраженной выгодной. Именно эту особенность выпячивают создатели и владельцы, говоря о свободе выбора («хочу – еду быстро, хочу – легко», относительно, конечно). Играя механизмом переключения передач, можно создавать себе относительно быстрый разгон, или сравнительно высокую скорость, или реально лёгкое педалирования. Так и происходит всю поездку, в зависимости от конкретных сиюминутных обстоятельств. Естественно, в каждом случае за счёт всех других показателей. Преодолеть короткое препятствие на пониженной передаче бывает даже удобно.
О низкой эффективности таких конструкций говорит также тот факт, что на них часто сознательно применяют систему от МТБ – с уменьшенными звёздами, да ещё аж тремя, ибо велосипед никак не помогает седоку и требует повышенного крутящего момента из-за несбалансированной ходовой части и потерь в трансмиссии. А конструкторы, по ошибке установившие такую систему на сбалансированный, тем более, скоростной велосипед, быстро от неё отказываются – из-за «помощи» велосипеда, низких потерь (даже на мультиспиде) даже на большой звезде такой системы образуется некоторый излишек крутящего момента. Но из-за высокого каденса не получается развить большую скорость, позволяемую сбалансированным велосипедом.
Самая действительно важная задача, которую не решить без механизма передач на гибридах – получение искусственной крейсерской скорости велосипеда. «Искусственной» - потому что велосипед здесь не при чём, ведь ему, универсальному, всё равно, как и где ехать. Она получается за счёт «крейсерской скорости» организма, о которой говорилось выше. Имея достаточный диапазон передач, на кирпичном велосипеде можно подобрать такое соотношение каденса и усилий на педалях, при котором организм будет максимально эффективным. А скорость при этом установится – какая получится, случайная для каждой отдельно взятой конструкции. Это и есть псевдокрейскерская скорость, которой придерживаются велосипедисты, украшающие собой такие поделки. К сожалению, эффективность организма при этом не поддерживается универсальным велосипедом, не имеющим выгодных режимов.
Кроме того, система передач (в т.ч. планетарная на непрямых передачах) имеет КПД, очень заметно отличающийся от единицы, что крадёт ещё крупицу сил без полезной отдачи.
Как компенсацию за свои немалые деньги, капризность и смехотворный ресурс элементов, система передач позволяет с меньшими усилиями разгонять неуклюжие гибриды, и при некоторых условиях делать это энергичнее синглспида. Конечно, до какой-то определённой, небольшой скорости.
Именно невозможность «попасть» в нужное соотношение для псевдокрейсерской скорости, и обеспечить при этом приемлемый разгон и удовлетворительную максимальную скорость кирпичного велосипеда, часто заставляет менять систему передач на ещё более дорогую, с большим диапазоном и т.п., когда говорят, что восемь мало, нужно десять.
Получается, задача постройки кирпичного синглспида порочна по своей постановке – без развитого набора передач нормально эксплуатировать такой велосипед почти невозможно. Это подтверждает и опыт тех коллег, которые не учли баланс жёсткости элементов ходовой части в своих конструкциях, и попытались пользоваться ими, не оснастив передачами. Наиболее талантливые из них приходят к выводу, что велосипедом с одной передачей вообще невозможно пользоваться – любым.
В то же время, создатели многоскоростных (но не гоночных) сбалансированных велосипедов, наигравшись, быстро отказываются от переключения, меняя передачу лишь изредка. Вдумайтесь: люди ленятся щёлкнуть манеткой, предпочитая работать ногами – вот что такое баланс рамы, ободов и шин! Здесь, на форуме, масса тому примеров.
Если двигаться на кирпичном велосипеде помогают передачи и платный прогресс, на сбалансированном наши союзники - резонанс и гармония.
Это напоминает сравнение автобуса и троллейбуса. Гибкая, самоподстраивающаяся характеристика электродвигателя позволяет водителю просто регулировать скорость педалью, не думая ни о нагрузке, ни о скорости и их соответствии – просто ехать. При этом, мощность двигателя довольно динамичного древнего троллейбуса «Skoda», который пустой весит десяток тонн, всего 100-110 кВт!
А узкий диапазон оборотов и крутящего момента ДВС заставляет водителя автобуса постоянно анализировать рельеф, скорость, нагрузку и другие вводные, и управлять скоростью машины, согласованно манипулируя газом и передачами. До появления автоматических коробок передач, водитель городского автобуса совершал прядка 1500 (полутора тысяч!) переключений за смену! А водитель троллейбуса топчет педальку.
Не удивительно, что создатели и покупатели всевозможных разбалансированных «гибридов» просто не верят, что у велосипеда бывает накат, насмехаются над этим понятием, относя его в разряд непроверяемых мифов. Помещая в ту же сказочную страну, где велосипеды мягки без специальной амортизации, где заезжают в гору на единственной передаче, где ездится одновременно легко, быстро и комфортно. Глубоко в душе они тоже мечтают об этом, но бесплатность сказочных благ, только подтверждает их сказочность. Достучаться сквозь проплаченные мантры до отравленного «прогрессом» сознания весьма непросто.
Среди ашанбайкеров разного уровня обеспеченности распространено довольно глупое, ничем не подтверждаемое «мнение» о фиксерах: дескать, те позорно таскают свои велосипеды пешком в маломальские горки. Как и большинство высосанных из пальца «мнений», реальные наблюдения этого не подтверждают. Гораздо чаще можно встретить дорого экипированного велосипедиста на недешёвом «коне» устрашающе прогрессивного вида, неспособного заехать в некрутую, но длинную горку. Он поверил в то, что большое количество передач должно ему как-то в этом помогать. Но не верит в то, что велосипед возможно создать рациональным и экономичным. В то же время, довольно субтильные фиксеры, пусть и напрягаясь, преодолевают тот же подъём. А разного рода заезды на мосты и эстакады, перед которыми ашанбайкеры натужно трещат своими дорогими механизмами, фиксеры вообще не замечают, считая мелкой неровностью.
Одни только эти наблюдения (а можно ещё вспомнить дедушек на «Украинах») заставляют усомниться в ходовой байке о том, что передачи-де «помогают ехать в горки».
Мы-то с вами знаем, что МТБ не сбалансирован для езды по асфальту, и никак не помогает своему владельцу рационально использовать силы в условиях города. А «фиксокультура», хоть и содержит массу глупостей и наполнена людьми, часто лишёнными инженерного соображения, своими «понятиями» держит велосипед конструктивно в довольно жёстких рамках. Не объясняя, почему «фикс должен быть таким». Но эти велосипеды, построенные по соответствующим канонам, обычно великолепно сбалансированы.
Одно из их «понятий», правда, способно разбалансировать хороший велосипед. Речь идёт о так называемом «пацанском расчете» - откровенно завышенном передаточном отношении трансмиссии. Стремясь не ударить лицом в грязь перед сверстниками, подростки выводят передачу за грань разумного, теряя баланс между ходовой частью и трансмиссией. Помимо всего прочего, это требует запредельных сил для преодоления подъёмов.
Часто велосипед в его развитии ошибочно сравнивают с автомобилем или мотоциклом. Забывая о том, что развитие моторного транспорта неразрывно связано с постоянным повышением эффективности и мощности двигателей. Более эффективные двигатели позволяют на выбор повышать любые потребительские качества моторного транспорта – за соответствующие деньги. А для велосипеда закон «больше денег – выше показатели» почти не работает. Иногда этот закон выворачивают наизнанку: умудрившись создать, например, более лёгкое изделие, что приносит успех в спорте, производитель назначает ему большую цену, независимо от себестоимости. Но чаще всего, в популярных сегментах этот закон работает просто «с точностью до наоборот». Навешанные ради прибыли дорогие побрякушки делают велосипед громоздким и неуклюжим.
Путь совершенствования обычного велосипеда, сохранения и преумножения его лучших качеств – в оптимизации, в отсечении лишнего, во всё более тонком равновесии, балансе его конструкции и параметров, в тщательности исполнения. В персонализации. В ряде случаев – в узкой специализации, вплоть до велосипедов на разную погоду и даже настроение.
Последний раз редактировалось kisa 15.11.2016 22:59, всего редактировалось 1 раз.
|
Вход
Регистрация
.jpg "Фото 19.06.14, 19 12 34 (1).jpg (151.19 КБ) Просмотров: 11435")
