?

Log in

велосипеды в Сибири
Свежие записи 
31-дек-2011 03:42 pm - How-to Footjam (Футджэм)
качественный велосипед, горные велосипеды, чешские велосипеды, MTB, велосипеды
Иван Новиков рассказывает и показывает как научиться делать футджэм. Смотрите, учитесь.

С наступающим Новым Годом!

Предыдущие выпуски How To:
Смазка каретки
Машинка для чистки цепи
Как исправить "восьмерку"
Как смазать втулки
Смазка цепи
Как научиться делать Тэйлвип
Bunny Hop. Как прыгать на велосипеде?
Звонки
качественный велосипед, горные велосипеды, чешские велосипеды, MTB, велосипеды
В новом видео от Антона и Никиты говорится о том, как начать освоение трюка под названием Tail Whip (в дословном переводе "махнуть хвостом"). Это очень зрелищный трюк, но он требует от райдера базовых умений и возможно теннических изменений в велосипеде. Прежде чем осваивать Тэйлвип, необходимо уверенно делать Баннихоп, о том, как ему научиться говориться в ранее размещенном видео "How To Bunny Hop. Как прыгать на велосипеде?"


На ютубе
качественный велосипед, горные велосипеды, чешские велосипеды, MTB, велосипеды
Профессиональный велогонщик Александр Ломакин написал статью, в которой сравнивает наиболее распространенный тип горных велосипедов с колесами 26 дюймов и набирающие популярность велосипеды на 29 дюймовыми колесами.

Предисловие
Правила соревнований по горному велосипеду предусматривают использование велосипедов с различными диаметрами колес. Для дисциплин кросс-кантри (XCO) и марафон (XCM) это диаметры в 26 и 29 дюймов. Наибольшей популярностью пользуются 26-е велосипеды, а 29-е, или, как их сейчас называют, найнеры, еще 5 лет назад были абсолютным эксклюзивом. Однако велоиндустрия не может стоять на месте, а должна постоянно куда-нибудь двигаться, поэтому в последние несколько лет тема найнеров стремительно набирает обороты. На сегодня победа в чемпионате мира по XCO на 29-м велосипеде уже никого не удивляет.

Велосипед с колесами 26 дюймов


Велосипед с колесами 29 дюймов


Сторонников и противников у найнеров хватает: велоинтернет полон жарких баталий о целесообразности применения больших колес в XCO и XCM. Одни говорят, что найнеры устойчивее и лучше катят, другие – что хуже разгоняются и менее маневренны. В заметках этой серии мы попытаемся посмотреть на эти аспекты с точки зрения элементарной физики, и, возможно, сделать какие-то выводы.

Динамика разгона
Начнем с оговорки: в этой заметке мы не будем рассматривать какие-либо силы сопротивления. Мы рассмотрим их позже отдельно.
В предположении об отсутствии сил сопротивления, для разгона велосипеда по ровной горизонтальной поверхности с места до некоторой скорости, требуется совершить работу по изменению кинетической энергии:

где поступательная составляющая кинетической энергии

а вращательная

Таким образом, при отсутствии пробуксовок колес можно записать:

В этой формуле фигурирует полная масса велосипеда с велосипедистом, скорость, до которой происходит разгон, моменты инерции и радиусы переднего и заднего колес в сборе. Радиусы колес в нашем случае будут равны, однако формула именно в таком виде может быть полезна для рассмотрения экзотических сетапов, где переднее колесо 29-е, а заднее 26-е.
Перейдем к вычислению моментов инерции колес. Для этого колесо мы мысленно разделим на составляющие: втулка, обод с покрышкой, спицы, тормозной диск, кассета.

Момент инерции втулки приближенно вычислим по формуле для равномерного цилиндра некоторого приведенного радиуса, покрышку с ободом рассмотрим как тяжелое кольцо, спицы и ротор – как диски с отверстиями в центре, кассету – как набор дисков разных радиусов и масс с отверстием. В результате получим следующую формулу (для десятискоростной кассеты):

В свете нашего разговора о найнерах основной интерес представляют первые два слагаемых, так как остальные от размера колеса не зависят.

Подставив в последнюю формулу численные значения, характерные для велосипедов гоночного класса с колесами 26 и 29 дюймов, получаем следующие оценки. При разнице в весе передних колес порядка 11% (160г), задних колес – 8% (160г), а всего велосипеда – 7% (720г) получаем разницу в моментах инерции для переднего колеса 46,2%, а для заднего – 46,1%. При этом вращательная составляющая в формуле для вычисления работы увеличивается на 17,5%. Внушительно! Однако итоговый вклад более тяжелых и больших колес в работу будет гораздо меньшим в процентном отношении, в зависимости от веса велосипедиста. Подстановка численных значений показала, что для подсушенного велосипедиста весом 50кг величина работы по разгону на найнере увеличивается только на 1,6%, а для его более плотного коллеги весом 70кг – всего на 1.2%.

Накат
Накат и накатистость не являются сколько-нибудь формализованными понятиями и понимают их велосипедисты зачастую по-разному. Мы посмотрим на накат с точки зрения величины сил сопротивления, действующих на велосипедиста при движении по ровной горизонтальной поверхности. Такие силы можно довольно условно разделить на 3 группы:
- аэродинамические силы
- силы сопротивления в зоне взаимодействия покрышек с поверхностью
- силы трения в узлах велосипеда
Первые две группы сил, безусловно, оказывают большое влияние на движение велосипедиста, но в нашем рассмотрении примем их равными для велосипедов с колесами 26 и 29 дюймов. Слишком грубо? Возможно, но для сколько-нибудь строгого теоретического сравнения сил из всех трех групп потребуется решение целого ряда сложных задач, например, задачи установления взаимосвязи между оптимальными давлениями в колесах разного диаметра. Кроме того, аэродинамическими силами можно пренебречь для небольших (по велосипедным меркам) скоростей движения. К третьей группе сил сопротивления относятся силы сопротивления в узлах качения, то есть в подшипниках.
Наиболее простым для теоретического рассмотрения и одновременно показательным, в смысле нашей тематики, случаем является движение велосипедиста, не вращающего педали, по инерции. При этом можно говорить всего о двух силах сопротивления в узлах велосипеда: трении в подшипниках колес, и трении в барабане задней втулки. Такие величины принято характеризовать моментами трения, при этом результирующая сила сопротивления, действующая на велосипед, вычисляется, в рассматриваемом случае, так:

В эту формулу входят упомянутые моменты трения в переднем и заднем колесах, барабане втулки, а также радиусы переднего и заднего колес велосипеда. Таким образом, в контексте нашего сравнения 26-х и 29-х велосипедов, сила сопротивления обратно пропорциональна радиусу колеса. Величины моментов можно вычислять, исходя из разных моделей. В простейшем случае сопротивление барабана втулки принимается постоянной величиной, а моменты трения в подшипниках – величинами, пропорциональными нагрузке и размеру:

Если обратиться к инженерной документации, то момент трения подшипника качения существенно зависит еще и от скорости вращения, характеристик смазочного материала и массы других факторов:

В этой формуле фигурируют следующие слагаемые: момент трения качения, момент трения скольжения, момент трения уплотнений, момент сил сопротивления смазки - каждое из которых достаточно сложно вычисляется. Инженерный калькулятор SKF для популярного в гоночных колесах подшипника 6903 выдает следующие значения:

Как видно из таблицы, момент трения увеличивается со скоростью вращения, а значит при прочих равных он ниже у найнера. Учитывая все выше сказанное, рассматриваемую нами сумму сил сопротивления в узлах велосипеда численно можно грубо оценить величиной в 0,2-0,5 Н в зависимости от веса велосипедиста с велосипедом и скорости движения. Таким образом, потери на преодоление этой силы будут лежать в пределах 200-500 Дж на 1 км пути, но при этом на найнере они будут меньше примерно на 9-12%, то есть, грубо, на 20-60 Дж на 1 км пути.
This page was loaded май 24 2017, 4:07 am GMT.