О жесткости рам (с таблицами). Как она влияет на скорость?

эти испытания за нас проводит фирма скотт, спеш и т.п.
и они пока не отказались от жесткости!
Странно что в гонках они тоже не отказались! там уже дело не в "дешевле"!

Все немного не так. Алюминиевые рамы Scale - действительно сверхжесткие как в боковом направлении (точнее, на скручивание кареточного узла - торсионно), так и в вертикальной плоскости.
Карбоновые рамы Scale - совершенно иные. Они далеко не рекордсмены по торсионной жесткости. Пожалуйста, убедитесь сами:



Wiegertrittsteifigkeit по-немецки означает торсионную жесткость. Что мы видим? Карбоновая рама Scale 10 намного уступает в жесткости победителям теста - Storck Rebel Carbon, Storck Rebel Alu, Simplon Gravity. Первой из них Scale 10 уступает в жесткости 34%!

Почему? Потому что в карбоновых рамах Scale (лице модельного ряда, машинах профи-гонщиков) Scott вовсе не стремился добиться прежде всего максимальной вертикальной жесткости! Наоборот, он старался ее снизить. Это удалось, но - ценой несколько сниженной торсионной жесткости.
О вертикальной податливости карбоновых "Скейлов" свидетельствуют итоги тестов во многих журналах: карбоновые "Скейлы" признаны комфортными, сглаживающими удары рамами - а вовсе не сверхжесткими в любой плоскости. Эти данные нетрудно найти в инете.

Заботу о вертикальной податливости карбоновых "Скейлов" видно при их сравнении с алюминиевыми "Скейлами": у карбоновых заметно тоньше верхние перья.

Алюминий:


Карбон:


Причем в карбоновой раме Scale "зашиты" еще и спецмеры, дополнительно снижающие вертикальную жесткость. Например, таков характер плетения в верхних перьях. Scott даже не преминул "озаглавить" это свойство своих карбоновых рам: SDS, Shock Damping System.

Ну а теперь скажите, где в карбоновых "Скейлах", в этих реальных гоночных рамах, избыток жесткости? Нигде.
Почему у карбоновых "Скейлов" далеко не рекордная торсионная жесткость? Потому что нельзя добиться рекордной торсионной жесткости (хотя ее увеличивать полезно), если сознательно снижаешь вертикальную жесткость. А ее очень полезно уменьшать. Более мягкая по вертикали рама едет быстрее. Разница в скорости с идентичным оборудованием и резиной бывает даже 15%-й. То есть - один байк едет 25 км/ч, другой с той же приводной мощностью (то есть с тем же гонщиком) - 30!

Чтобы было еще понятнее, позволю еще раз привести несколько соображений "со дна" форума.

Шелдон Браун, переводная статья которого залинкована ( http://agbike.spb.ru/technics/frame_materials.html ), - очень опытный велоюзер. Однако некоторые его мнения, на мой взгляд, слишком категоричны. К примеру, Шелдон пользуется велосипедами консервативной конструкторской школы и скептически относится к построениям, обобщающим работу рамы.

Перья далеко не всегда нагружены только "в чистом виде сжатием". У рам с гнутыми верхними перьями:






- у таких рам перья вообще никогда не нагружены только сжатием. Там всегда есть изгибающие нагрузки. Поэтому верхние перья на хороших рамах при езде могут довольно заметно "играть".

Разумеется, верхние перья могут быть и прямыми, но тоже "играть". Признаком таких "податливых" перьев служит их малый диаметр, их сужение книзу, а также применение (в композитных перьях), наряду с угольными, более мягких - кевларовых волокон.
Кто скажет, что эти тончайшие стойки служат вертикальной жесткости? По-моему - как раз податливости.


Теперь второй вопрос. Зачем верхним перьям эта податливость?
У моих единомышленников (среди которых есть, помимо "простых людей", заслуженные тренера Украины, спортсмены, преподаватели института туризма) - вполне весомый опыт пробегов/гонок на карбоновых и различных металлических рамах. Наш опыт противоречит мнению Брауна. Способность поглощать вертикальный удар у разных рам - очень разная. Различия в ней становятся заметны с опытом езды на рамах разных производителей и разного класса. Организм байкера трактует их в первую очередь как комфортную/дискомфортную поездку.
Но (что важнее) эти различия видны и на велокомпе - как весьма большая разность в средней скорости различных рам на одинаковой трассе. Разумеется, с совершенно идентичным оборудованием и посадкой гонщиков.
Замеры и расчеты подтверждают эти различия. Вертикальный прогиб некоторых рам (хардтейлов, естественно) при штатных ездовых нагрузках может достигать 8 мм, а у других не превышает 1 мм.

В усредненном виде правило для хардтейлов получается такое: чем меньше жесткость рамы в вертикальной плоскости и чем больше жесткость рамы на скручивание (грубо говоря, боковая жесткость) - тем быстрее байк на этой раме едет по трассе любого вида.
Наблюдение справедливо и для кросскантрийных байков, и для шоссейных.

Получается в среднем/низжем сегменте эта борьба не стоит свеч (за жесткость вертикальную). Т.е. нет смысла искать компромисс.
(я имею ввиду брэндам)

Такой вопрос: а двух-подвесы?
Получается они должны еще сильнее компенсировать вертикальную жесткость? (ведь они еще лучше обрабатывают неровности).
Получается это хоть и дорогое(пока), но хорошее решение для борьбы с вертикальной жесткостью?

Хотелось бы услышать мнение на этот счет. Ведь основную нагрузку берет на себя уже не перо, а амортизатор? И вроде как можно сильно нарастить торсионную жесткость. Или я упустил какой то нюанс

_________________
поколение ви

Отчего же? Некоторые (далеко не все) дешевые стальные рамы из нонеймов весьма податливы в вертикальной плоскости и очень приятны в езде. Правда, они тяжелые.
То же самое можно сказать о некоторых алюминиевых недорогих рамах, судя по форме и сечению верхних перьев. Но это - редкое исключение.

Так оно и есть. Двухподвесы можно "видеть" как логическое продолжение податливых по вертикали хардтейлов. Правда, такая логика не всем кажется корректной.
Между прочим, двухподвесы очень хорошо едут по любому грунту - даже по шоссе. Но при существенном вертикальном флексе (работе подвески), естественно, нужен не только амортизатор в виде пружины, но еще и демпфер (гаситель раскачки). Как ни странно, масляный демпфер в некоторых (хоть и редких) случаях - например, на сравнительно гладких поверхностях - явно увеличитвает вертикальную жесткость рамы. Впрочем, вопрос: на каких трассах и почему хороший HT быстрее хорошего FS? - очень темен.
Факт неоспорим: хардтейл на многих трассах быстрее. Но дело тут не только в легкости HT-рам. И не только в "неидеальности" современных подвесок.

Алюминиевые рамы сегодня в основном сверхжесткие в вертикальной плоскости. Из алюминиевых сплавов довольно трудно сделать податливую в нужной плоскости конструкцию (есть риск, что сломается). На это способны лишь редкие производители.
Хороший пример торсионно жестких, но податливых по вертикали алюминиевых рам - каннондейловы, серии CAAD5 и Optimo. Обратите внимание: у них очень тонкие и сильно гнутые верхние перья (фирма называет их hourglass shaped seatstays - "подседельные стойки в форме песочных часов"). Оба фактора увеличивают вертикальную податливость рамы и позволяют выиграть в средней скорости. И вправду, вряд ли есть более заслуженная ХС-рама.


Выпускать просто жесткие ал. рамы (жесткие одновременно в вертикальной и в горизонтальной плоскости) - невелика мудрость. Достаточно взять трубы потолще. Что и делает большинство производителей. Гораздо проблематичней сопрячь боковую жесткость с вертикальной податливостью.

Женёк прислал в соседний форум таблицу боковой жесткости, которую стоит сунуть и сюда. Мораль этих измерений: в гонках топ-уровня почти всегда побеждают рамы с далеко не рекордной боковой жесткостью.
Жесткость в лобовом узле - Lenkkopf-Steifigkeit; в кареточном - Tretlager-Steifigkeit.

Про боковую жесткость карбонового Scott Scale мы уже говорили, но могу повторить. Раме Scott Scale Carbon далеко до боковой жесткости рам-рекордсменок - например, до Storck Rebel Carbon.
Но, несмотря на чудовищное превосходство в жесткости, Storck Rebel Carbon в топ-гонках не побеждает. В отличие от "Скейла".

Кстати, вот частичный (но весьма чистый) победный список команды Volvo/Cannondale, которая многие годы была вооружена "вертикально податливыми" рамами CAAD5:

2 Olympic medals,
9 World Championships,
14 World Cup titles,
14 National Championships,
78 World Cup wins,
31 NORBA event wins
three Solo 24-Hour victories.
Volvo-Cannondale is widely considered to be the most dominant team in mountain bike history.

Это только по 2001 год. Дальше лень искать. На досуге продолжим.

пришла в голову бредовая мысль...
а что собственно мешает сделать мега-жесткий в поперечнике задний треугольник не заморачиваясь на всяческие труднопроектируемые "песочные часы" просто сделать шарнирное соединение между дропаутами и верхними перьями...
"решив" профили перьев типа как на Скальпеле... только шоб и верхние и нижние перья работали "рессорами"...
хотя может это уже где то и есть...

_________________
В экстремальном отдыхе главное - вовремя заметить, когда заканчивается экстрим и начинается 3,14здец...

Мысль сама по себе интересная. Можно пообсуждать.
Но.
Даже если в треугольнике все соединения сделать шарнирными, но не будет деформации сторон треугольника, треугольник останется недеформируемым (надеюсь, это понятно почему). Треугольник может деформироваться только путем деформации составляющих его сторон.
Сделав нижние перья скальпелеобразными и установив на дропаутах шарниры, мы получим абсолютно жесткий треугольник, если еще хотя бы одна сторона его (треугольника) не будет деформироваться. Этой стороной являются верхние перья в случае CAAD5.
Или я чегой-то недопонял в твоей мысли?

да... недопонял... самую малость...
нижние перья само собой, но в добавок к нижним еще и верхние сделать скальпелеобразными...
т.е. жесткими в поперечном направлении но при этом с вертикальным флексом...

_________________
В экстремальном отдыхе главное - вовремя заметить, когда заканчивается экстрим и начинается 3,14здец...

Вот теперь мысль понятна. Будет время - подумаем.

Так уже делают в тех рамах, где верхние перья прогнуты не в стороны, а точно к подседельной трубе (или точно от нее). Впрочем, особой, революционной выгоды (скоростной) пока что, похоже, не получилось. Массово мало кто перешел на такой дизайн.
Я тестировал подобные рамы (к. и ал.). Эффект, по-моему, меньше, чем хочется.

хоть глаз выколи... но че то шарнира я над дропаутами не наблюдаю...
нужно будет порыться на сайтах продвинутых рамоделов...
может чего нарою...

_________________
В экстремальном отдыхе главное - вовремя заметить, когда заканчивается экстрим и начинается 3,14здец...

Ты не понял. Нет там шарнира. Если сделать, то вертикальная жесткость рамы все равно сильно не уменьшится. Довольно простой расчет.