Сегодняшняя тема для общения – велосипедная рама, а точнее ее геометрия.
Как то мы на блоге обсуждали выбор и писали, что лучше качественный объектив на старенькой тушке, иначе плохой объектив не раскроет все преимущества новой тушки. С велосипедом все наоборот. Если Вы поставите крутое оборудование на деревянную раму, грош цена ему будет. Самое важное – рама велосипеда, а потом уже навесное оборудование.
Какие характеристики геометрии рамы и как именно они влияют на поведение велосипеда на дороге – вот об этом мы сегодня поговорим.
Начнем мы по порядку, от начала рамы до ее конца.
Рулевая труба. Наклон рулевой трубы измеряется числом – чем оно больше, тем больше угол наклона, а значит, велосипед будет сильнее наклонен вперед. Если угол крутой – велосипедом легче будет управлять, легче ехать под горку. Маленький угол наклона обеспечивает устойчивость на больших скоростях, а также при езде по неровной местности. Но при спуске с горы на поворотах велосипед с таким углом склонный упасть в сторону. Велосипеды с навороченными амортизационными вилками имеют свойство регулировать ход подвески, тем самым изменяя угол наклона рулевого стакана. Но это не туристическая тематика.
Приведем немного цифр для кросс-кантри и DH соответственно: 70-71 и 66-69 градусов.
Кареточный узел, а точнее его высота.
Дорожный просвет велосипеда не только определяет его проходимость, а определяет и его маневренность. Если посадка велосипеда низкая, значит, высокая вероятность зацепиться педалями на повороте, или передними звездами о деревья и прочие препятствия. Но при низком расположении каретки управляемость велосипеда резко увеличивается.
Нижние перья и их длина.
Короткие нижние перья обеспечивают лучшее качение и намного качественнее прохождение поворотов. Но не у всех велосипедов длина нижних перьев максимально короткая, именно поэтому нужно обращать на это внимание. велосипедная рама, имеющая короткие низкие перья является по-настоящему качественной и добросовестно сконструированной.
Подседельная труба и угол ее наклона.
« получается оптимальным в том случае, когда подседельная труба располагает наездника точно над кареткой. При скоростном спуске хорошо, когда уходит назад от каретки» – вот так вот пишет один из известных авторов велосипедной литературы. Другие же люди четко объясняют, что расположение седла прямо над кареткой весьма неудобное, потому что, некуда деть бедра. Углом наклоном подседельной трубы определяется развесовка велосипеда. Логично – чем больше наклонена труба назад, тем больше нагрузка на заднее колесо.
Верхняя труба рамы: наклон и длина.
Длина верхней трубы помогает разгрузить переднее колесо, но возможно появится проскальзывание колеса при поворотах. Также длинная труба обеспечивает лежачую посадку, которая усложняет прохождение поворота, но на подъеме дает преимущество. Чем больше наклонена верхняя труба в сторону подседельной трубы, тем меньше высота рамы, а значит больше жесткость велосипеда. Чем более параллельна к горизонту верхняя труба, тем легче разогнать велосипед и тем лучше его накат.
Это теория, которая значительно облегчит Вам процесс выбора велосипедной рамы именно под Ваш стиль катания. Но реальные ощущение от разных геометрий рам Вы сможете понять, попробовав все на практике.
P.S. Ваш опыт очень важен для нас и наших читателей. Поэтому напишите в комментариях собственное мнение о том, какая у Вас велосипедная рама. Опишите ее главные достоинства и недостатки. Спасибо за внимание!
Таблица с описанием геометрии шоссейного велосипеда может сбить с толку как новичка, так и продвинутого спортсмена. В этой статье мы рассмотрим, что значат различные параметры геометрии шоссейного байка и на что стоит обратить внимание при покупке.
Покупая новый велосипед, нужно учесть ряд факторов: вид езды который вы предпочитаете, ваш опыт, физическая форма, и конечно же бюджет. Но частенько даже эти факторы не позволяют, из огромного списка, выбрать именно свой шоссейник.
Важнейшими показателями будут геометрия велосипеда и его размер. Если купить не подходящий размер, езда на велосипеде будет не комфортной и травмы вам обеспечены.
Прежде чем направиться в велосипедный магазин или заказать байк по интернету, стоит обратить внимание на таблицу с геометрией. Это позволит, во-первых, определиться какой байк подойдет вашему стилю катания и, во-вторых, выбрать нужный вам размер.
Однако, таблицы геометрии велосипеда могут как помочь, так и запутать любого человека, так как разные производители имеют разную размерную сетку, а каждая модель велосипеда может иметь свою геометрию.
Таблица геометрии велосипеда содержит различную информацию и может отличаться у разных производителей, но в основном вы там найдёте следующие параметры: длина основных трубок рамы, угол наклона рулевой колонки и подседельного штыря. Также, скорее всего будут обозначены: колесная база, нижнее перо, stack и reach
В таблице также будут указаны различные размеры доступных рам, так вы сможете увидеть, как размер рамы влияет на самые важные значения, которые определяют подходит ли вам велосипед.
В добавок, некоторые таблицы будут иметь такие данные, как rake (расстояние между рулевой осью и центром колеса) и trail (расстояние между контактной точкой покрышки и рулевой оси). Эти данные могут помочь определить какой тип геометрии имеет велосипед и дать характеристику управляемости. Мы вернемся к этому позже.
Насколько полезной будет таблица геометрии при выборе велосипеда?
Таблица геометрии позволит подобрать идеально подходящий размер рамы, поможет в последующем байк фите, укажет на совместимость компонентов и охарактеризует управляемость велосипеда.
Для того чтобы цифры в таблице действительно помогли в выборе правильного размера рамы, нужно знать свои параметры, которые лучше всего измерять у специалиста по байк фиту. Но, даже самостоятельно можно разобраться как должны быть размещены седло и руль, а также определить идеальную ширину руля и длину шатунов.
Этот параметр указывает на длину рамы и позволит подсчитать длину выноса руля. Это ключевой фактор в определении, такого понятия как, reach (с англ. дотягиваться).
Это вертикальное измерение передней трубки рамы. Длина рулевой трубки определяет, можно ли с конкретной рамой получить подходящую вам высоту руля. Эндуранс и туринг велосипеды обычно имеют длинную рулевую трубу, для более ровной посадки, в то время как гоночные велосипеды имеют короткую переднюю трубку для агрессивной посадки.
Длина рулевой трубы влияет на reach (читайте ниже), хотя высоту руля можно будет позже настроить с помощью разделительных колец.
Stack это вертикальное расстояние между кареткой и верхней точкой рулевой колонки, а reach – это горизонтальное растояние от центра каретки до рулевой.
Если вы знаете свои параметры, то stack и reach будут самыми важными цифрами при выборе правильного размера рамы. Также, это самый простой способ сравнить размерную сетку у разных производителей. К примеру, не все 56 рамы одинаковые, так что стоит это учитывать.
В большинстве своем, велосипед для гонок будет иметь низкий stack и длинный reach, в то время как велосипед с более расслабленной геометрией будет иметь высокий stack и короткий reach. К примеру гоночный велосипед S-Works Tarmac в размере 56 имеет stack 564 мм и reach 395 мм, а эндуранс байк S-Works Roubaix в том же размере имеет stack 611 мм и reach 381 мм.
Высота седла легко настраивается, так что длина штыря не имеет особого значения, зато угол наклона будет сильно влиять на посадку.
На профессиональном байк фите вы узнаете подходящее вам расстояние между носом седла и центром руля – это поможет определить нужно ли сдвинуть седло назад или вперед. Угол наклона подседельного штыря влияет на изначальную позицию седла.
Качество езды на велосипеде нельзя определить только лишь по данным геометрии. Тем не менее, следующие цифры могут подсказать, чего можно ожидать от управляемости велосипеда.
Это расстояние помогает определить насколько четко будет ощущаться велосипед в поворотах и насколько отзывчивой будет передняя часть байка во время езды в седле и стоя, упираясь на руль. Этот параметр также может влиять на то, как ощущаются вибрации от дороги на руле.
Чем длиннее расстояние между задней осью и кареткой, тем медленнее байк будет реагировать на изменения мощности педалирования, и тоже самое касательно управляемости.
Многие говорят об уголе наклона рулевой, но на самом деле на управляемость передней части велосипеда по большей части влияет комбинация между смещением вилки (rake) и уголом наклона рулевой, так называемый, trail, или выкат переднего колеса.
В сущности чем больше значение trail, тем устойчивее будет велосипед, а меньший trail означает быструю управляемость. Значение trail обычно будет в пределах 50-70 мм.
Также как выкат переднего колеса, на устойчивость велосипеда влияет длина нижних перьев. Типичный "гоночный" велосипед имеет перья длиной 405-415 мм, в то время как "эндуранс" велосипеды обычно имеют более длинные перья (около 420 мм). К примеру гоночный велосипед Trek Madone в размере 56 см имеет нижние перья в 410 мм, а эндуранс велосипед Trek Domane – 420 мм. Колёсная база тоже имеет похожую историю – эндуранс будет иметь более длинную колесную базу чем гоночный велосипед.
Общее правило – чем длиннее велосипед, тем он более устойчивый и менее поворотливый.
Чем ниже каретка, тем ниже центр тяжести велосипеда. Это приводит к стабильной управляемости. Но есть ограничения – должно быть достаточное расстояние, чтобы на поворотах не цепляться педалями об землю. Высоту каретки обычно проектируют в тандеме с выкатом переднего колеса (trail), тогда получается сбалансированный велосипед.
Также измеряют высоту от задней втулки колеса до центра каретки (Bottom bracket drop). У гоночного Trek Madone – это 70 мм, а у эндуранс байка Domane 78 мм. Более высокая каретка у гоночных велосипедов помогает быстро заезжать в повороты.
От геометрии – сочетания размеров и углов велосипеда – зависит очень многое в его поведении. Например, устойчивость, управляемость, проходимость, динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъем в гору, прохождение крутых виражей, и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас совсем не так. С появлением передней и задней подвесок геометрия байка стала зависеть и от них. Ход, жесткость, демпфирование и настройки амортизаторов изменяют геометрию и поведение велосипеда прямо на ходу! Дабы не углубляться в дебри, а просто окинуть густой лес небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты (смотри рис. ниже).
А - подседельная труба, B1 - подседельная труба, В2 - эффективная длина верхней трубы, С - нижние перья, R - смещение вилки, Е - угол наклона рулевой трубы, F - угол наклона подседельной трубы, G - база, Н - стендовер, Т - выкат/вылет передней вилки (Trail), Z - высота каретки
1. Угол наклона подседельной трубы во многом задает посадку байкера и удобство вращения педалей: если труба торчит вертикально, и каретка находится точно под седлом, педалировать неудобно, некуда девать бедра. Этим же параметром определяется «развесовка» байка, распределение нагрузки на переднее и заднее колесо. Чем меньше угол наклона от горизонтали, тем больше нагрузка на заднее колесо, и меньше - на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. Велосипедист рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и, чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед, и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.
2. Высота каретки определяет клиренс велосипеда – зазор между дорогой и педалью, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк при скоростном прохождении поворота, можно зацепиться педалью или звездами системы за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Поэтому байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землей, для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, на 34-36 см от земли. В качестве конкретного материала предлагается Таблица № 1, которую любезно предоставил Алексей Маджуга, где на примере велосипедов KONA показано, как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.
Кросс-кантри хардтейлы |
Кросс-кантри двухподвесы |
Велосипеды бэк-кантри (трейловые байки) |
Велосипеды для фрирайда со средним ходом подвески |
Велосипеды для даунхилла |
|
Ход амортизаторов |
200мм/203 мм |
||||
Высота кареточного узла |
|||||
Угол рулевой трубы, градусы |
|||||
Длина колесной базы |
Примечание . В связи с явным прогрессом в устройстве и работе амортизационных вилок и задних амортизаторов и созданием «стабильных платформ», ход амортизаторов в последние годы увеличился и, вполне возможно, увеличится еще больше. Кроме того, чем выше расположена каретка, тем выше надо поднимать седло, тем больше становится высота велосипеда, выше располагается центр тяжести системы байк + байкер, что влияет на устойчивость и управляемость. На высоком байке проще сохранять равновесие. При входе в вираж высокого байка угол отклонения от вертикали, необходимый для компенсации силой тяжести центробежной силы, возникающей от движения по кругу (радиусу), будет МЕНЬШЕ, чем у низкого байка. Это следует из самой элементарной геометрии. На высоком велосипеде проще гонять по узким лесным синглтрекам, его легче «укладывать» в крутые виражи. Повторимся: для прохождения виража на заданной скорости и по заданному радиусу высокий байк надо наклонять вбок на меньший угол, чем низкий. Но при торможении и спуске картина получается обратной. На крутых подъемах, спусках и при резком торможении передним тормозом высокий велосипед имеет больше шансов потерять равновесие, опрокинуться назад или перевернуться через руль. Чтобы уменьшить этот вредный эффект, увеличивают базу велосипеда – расстояние между осями колес. Заодно получают большую мягкость и плавность хода, байк меньше подпрыгивает на колдобинах, корнях и кочках. Но длиннобазный байк обладает большей курсовой устойчивостью и хуже вписывается в крутые виражи. При низком расположении центра тяжести и длинной колесной базе ухудшается сцепление шин с дорогой (грунтом), и при агрессивном катании колеса будут пробуксовывать или уходить в занос. Во время поворота полезно иметь одинаковое сцепление обеих колес с дорогой, значит, центр тяжести должен находиться посредине колесной базы. Для улучшения управляемости и маневренности приходится «играть» с углом наклона рулевой трубы и уменьшать выкат переднего колеса (вылет, Trail).
3. Угол наклона рулевой трубы отсчитывается от горизонтали. Отметим следующее: чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см (смотри Таблицу №1). Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол. Влияние выката вилки и угла наклона рулевой трубы на байк можно посмотреть в главе «Устойчивость и управляемость».
4. Геометрия байка меняется при работе амортизации. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник, или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим велотуристам. Уже появились уже первые трейловые байки, геометрию которых можно изменять прямо на ходу в широких пределах. Например, байк BIONICON EDISON. Замена амортизационной вилки и заднего амортизатора на более длинные или короткие влияет на устойчивость и управляемость байка. Это следует обязательно учитывать. Более подробно эти моменты можно посмотреть в главах: «Устойчивость и управляемость» и «Геометрия для фрирайда».
5. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Эта длина вместе с длиной выноса во многом определяет посадку велосипедиста. Кроме того, она влияет на «развесовку» велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается далеко назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.
6. Наклон верхней трубы задает, прежде всего, высоту стендовера - расстояния от верхней трубы рамы до земли, и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.
7. Длина нижних перьев определяется по параллельной земле линии, проходящей от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка, при этом неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях. Когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колесами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, чтобы забраться в гору. Но на это приходится идти, чтобы разместить на багажнике большой и объемный велорюкзак (штаны), и не задевать его пятками при вращении педалей. И еще пару слов о различии в геометрии байков для разных стилей катания. Чем острее байк «заточен» под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства райдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.
Юрий Разин. PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков.
20 мая 2009 выходит в свет второе издание книги Современный Велосипед. Книга сильно переработана и обновлена. Но обложка без изменений. В Петербурге книгу можно будет купить в сети магазинов Буквоед, а также в велосипедных магазинах города, а в регионах вы сможете ее заказать через интернет магазин www.tuloma.ru
От геометрии - от углов и размеров - зависит очень многое в поведении велосипеда. Зависит устойчивость, управляемость, проходимость (в хорошем смысле), динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъём на оную, прохождение крутых виражей и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас это уже не так. Появились подвески, передняя и задняя. А, значит, геометрия и поведение байка зависят от характеристик подвесок (ход, жесткость, демпфирование), и от их настройки. Дабы не углубляться в дебри, а просто, окинуть, густой лес, небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты.
Смотри рис.№1
1. Угол наклона подседельной трубы
Во многом задаёт посадку байкера и удобство вращения педалей, - если труба торчит вертикально и каретка находится точно под седлом, то педалировать неудобно, некуда девать бедра. А так же определяет развесовку байка, то есть распределение нагрузки, на переднее и на заднее колёсо. Чем меньше угол наклона (он отсчитывается от горизонтали) и чем выше байкер, тем больше нагрузка на заднее колесо и, естественно, меньше на переднее. На крутом подъёме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. И байкер рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках, все с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещён байкер, тем устойчивее велосипед и тем меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы, равный 73° (плюс, минус 1°...2°) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813мм). Для дополнительной корректировки этого угла и подгонки байка к реальным габаритам рейдера (рост, длина рук и ног, ...) можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). И, что ещё проще, можно сдвигать седло вперед или назад. При правильно установленном седле, нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.
2. Высота каретки
Определяет клиренс велосипеда - зазор между педалью и дорогой, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк, при скоростном прохождении поворота - можно зацепиться педалью за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Или задеть звездами системы за кочку. Поэтому, байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землёй, - для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, до 34...36см. В качестве конкретного материала, имеется таблица №1 , которую любезно предоставил Алексей Маджуга и, где, на примере велосипедов KONA показано как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.
| К-кантри хардтейлы | К-кантри двухподвесы | Байки бэк-кантри (трейловые) | Фрирайдные Байки со средним ходом подвески | Даунхилльные байки | |
| Ход амортизаторов | 100мм |
100мм/100мм |
130мм/130мм |
150мм/150мм |
200мм/203мм |
| Высота кареточного узла |
31см |
31,5см |
31,5см |
34,8см |
35,8см |
| Угол рулевой трубы, градусы |
69 |
68,5 |
68 |
66 |
64,5 |
| Длина колёсной базы |
106,4см |
108,2см |
110,7см |
111,8см |
114см |
Отметим только следующее. Чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед и тем лучше вилка отрабатывает мелкие торчки и неровности на дороге. И, наоборот, если угол меньше, а перья вилки расположены более полого (острее) к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, но зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки и они меньше влияют на движение байка. В кросс-кантри угол рулевой обычно 71...69 градусов, а длина колесной базы - 100...107 см, то в DH - 64...65 градусов и 110...117 см. Смотри таблицу №1. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, что характерно для велочопперов, приводит к ухудшению маневренности - эффективности (остроты) управления: увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.
4. Геометрия передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)
Маленький эксперимент. Если поставить правильный велосипед вертикально на оба колеса, держа за раму и наклонить в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки А - места контакта переднего колеса с дорогой и точки В - пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление куда повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипеды можно разделить на два типа: ВА и АВ. Тип АВ - у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки В
(рис.№2а)
. Тип ВА - Точка А лежит позади точки В
(рис.№2б)
.
При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине - точка приложения силы трения А лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте "без рук", будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, - они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками - рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении, и все будет ОК! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать.
Теперь о форме передней вилки.
Варианты, изображенные на
рис.№3, а) и б)
, дают нам слишком большое расстояние между точками В и А, что приводит к "сверх устойчивости" велосипеда. Чем больше расстояние между этими точками, тем больше момент силы, поворачивающий переднее колесо и, само собой, руль в сторону наклона велосипеда. Результат понятен, курсовая и вертикальная устойчивость очень хорошая, а управляемость "ниже плинтуса". Поэтому, для уменьшения расстояния между этими точками, вилку на велосипедах изгибают вперед,
рис.№3, в)
. Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед.
Рис.№4
. Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по разному, и Rake и Fork Offset, а у нас можно столкнуться с выбегом, смещением или вылетом вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками А и В. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, считается коэффициент устойчивости (управляемости) (К у), который равен: Trail (Т), деленный на сумму, состоящую из длины базы велосипеда (G) плюс Trail (Т), результат деления умножается на 100%. Теперь формула: К у =(Т/)*100%
(1)
, все очень просто. У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине - таким велосипедом легче управлять.5. Геометрия байка меняется при работе амортизации
В момент торможения, когда байк "клюёт носом" при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается, но Trail уменьшается ещё больше, а, следовательно, уменьшается и К у. Выходит, что при торможении байк становится более управляемым, но и менее устойчивым. То же самое происходит при педалировании стоя, когда байкер приближает корпус к рулю и при спуске со склона, особенно если переднее колесо интенсивно притормаживается.Длина верхней трубы определяется, как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Это расстояние, вместе с длиной выноса, во многом определяет посадку велосипедиста. И, кроме того, она так же влияет на развесовку велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, - могут начаться проскальзывания при поворотах. Более короткая, - может привести к тому, что колени станут задевать руль при педалировании способом "танцовщица". Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный вынос (100...130мм) для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но главная борьба, обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне, рейдер сдвигается далеко назад и обеспечивает правильное распределение нагрузки между колёсами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещается вперёд, помогает проходить техничные участки.
8. Наклон верхней трубы
Задает, прежде всего, высоту стендовера - безопасное расстояние от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, уменьшается строительная высота рамы и, как следствие, возрастает её жёсткость и прочность, что играет роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.
9. Длина нижних перьев
Она определяется по линии, параллельной земле, от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка. И, неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях, в этом отличие влияния длины перьев на развесовку, от наклона подседельной трубы. Ведь, когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колёсами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит, повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, что бы забраться в гору. Но на это приходится идти, что бы разместить на багажнике большой и объемный вело рюкзак (штаны) и не задевать его пятками при вращении педалей.
И ещё пару слов о различии в геометрии байков для разных стилей катания.
Чем острее байк "заточен" под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта, имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер (расстояние от земли до середины подседельной трубы) и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства рейдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.
Юрий Разин
PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков
Сегодня мы поговорим о всевластной царице в мире велосипедных рам – геометрии. Итак, быстрее под кат!
На самом деле большинство велосипедистов имеют довольно косвенное представление о геометрии велосипедной рамы. Нет, они все, конечно, знают, что такое ЕТТ и преимущества наклона верхней трубы. Но часто читая даже мудренный обзор велосипеда от очень опытного гонщика начинаешь понимать, что человек описывает раму на основе своих эмоций, большинство которых можно предугадать по конструкции рамы. Постигать всю науку велосипедных геометрий мы не будем, так как у меня есть сомнения, что вы хотите стать инженером-проектировщиком велосипедов, но основные нюансы постараемся охватить.
Для начала давайте выясним, какие есть компоненты рамы. Большинство современных рам базируются на одном типе – «бриллиантовом». Название подобного типа рам произошло из-за схожести двух треугольников, которые образуют раму на подобие бриллианта. В таких рамах треугольники уже давно перестали быть треугольниками, но название прижилась, и им еще пользуются. Существуют еще открытые рамы («женские»), лигерад, кантиливерные, лежачие, крестообразные, фермовые, монококи, складные, тандемы, пенни-фартинг и еще несколько тысяч разновидностей.
Классическая «бриллиантовая» рама состоит из следующих труб – верхней, нижней, подседельной и пары перьев. Вот они “собственной персоной”:
S/T – подседельная труба, T/Ta – верхняя труба, T/Th – эффективная длина верхней трубы, С/S – нижние перья, F/R – смещение вилки, H/T ang – угол наклона рулевой трубы, S/T ang – угол наклона подседельной трубы, W/B – база
Некоторые дополняют этот список еще и подседельным стаканом, но это не столь существенно. Значительно более интересен угол наклона рулевой трубы, который отсчитывается от горизонтали. Чем больше этот угол и чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, и тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость; зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH (Down-Hill – скоростной спуск с горы) это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.
Что еще серьезно влияет на управляемость велосипеда? Амортизация. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса (велосипед с передними и задними амортизаторами), ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Не так давно появились велосипеды, геометрию которых можно менять практически «на ходу». Хотя, по сути, ноу-хау состоит в том, что в задней подвеске поворачивается один болт, но он изменяет угол соединения частей этой самой подвески, что дает вам два разных велосипеда по ощущениям. Вдобавок меняется угол наклона рулевой колонки, так что разницу поймет даже ребенок. Нужна ли такая система – вопрос хороший, но его следует оставить для другого разговора.
Одна из главных труб – верхняя. Она своей длиной определяет посадку велосипедиста. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Кроме этого, длина влияет на распределение массы велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается больше назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.
Как всегда, важен еще и угол расположения верхней трубы, который, прежде всего, задает высоту стендовера – расстояния от верхней трубы рамы до земли – и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.
На правильную развесовку влияет и наклон подседельной трубы. Если труба расположена вертикально и каретка находится точно под седлом, крутить педали будет очень неудобно. Если двигаться в другую сторону – уменьшать угол между трубой и горизонталью, – больше будет нагрузка на заднее колесо, и меньше – на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый. Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется, что обеспечивает максимальную эффективность при педалировании.
На развесовку влияет не только угол подседельной трубы, но и длина перьев заднего треугольника (если он, конечно, есть). Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Вследствие этого ухудшается динамика, и ехать под горку ощутимо сложнее. На этот компромисс в таких велосипедах идут из-за необходимости разместить сзади багажник, который при нагрузке “баулом” не будет зацеплять пятки велосипедиста.
При выборе рамы в большинстве случаев пользуются двумя цифрами – ростовкой (длина подседельной трубы) и ЕТТ (эффективная длина верхней трубы или горизонтальное расстояние между центром рулевого стакана и центром подседела). Первая просто определяет, подходит вам такой велосипед или нет, ведь если рама рассчитана на наездника в 160 см ростом, а на нее сядет 2-метровый гигант, будет немного неудобно. Вторая цифра отвечает за предназначение велосипеда: если она мала – велосипед прогулочный и посадка максимально прямая, если ЕТТ большая – то на раме можно ездить только «лежа», что очень эффективно, но не всем удобно.
Порой я встречаю мнения, что геометрия современных велосипедов шагнула намного вперед и все эти правила скоро можно будет выбросить в мусор. И если с первой часть я полностью согласен, то вторая пока что просто смешна. Да, уже сейчас есть конструкции велосипедных рам, которые способны немного «обмануть» физику поведения велосипеда. Но все они предназначены для очень узкого круга профессионалов, да и в обычном пользовании не очень удобны.
А что же остается нам, простым смертным? Да все то же – при покупке велосипеда брать с собой транспортир с рулеткой и выбирать велосипед, который максимально нам подходит!
