Amata

Сообщение от Sersus

Я не знаю, многие ли из вас вообще дочитали что-либо до конца, но я продолжу свою просвещуху.
Ведь для того, чтобы велосипед катил, его надо хорошо приготовить, а для этого надо внимательно читать рецепты.



Давайте усложним выводы.

Вот казалось бы, какое значение для кросс-кантри имеют исследования по асфальту? Несмотря на то, что последние из них и пара последующих и впрямь проведены на асфальтогово-туринговых велосипедах и, большей частью, на асфальте, они напрямую касаются кросс-кантри. Если в замерах асфальтовых бойцов получаются настолько большие разницы в зависимости от разной степени тряскости, то для грунта и при куда больших значениях деформаций покрышек влияние будет значительно больше!

И дальше придётся перейти от наката покрышек к влиянию давления, потерям энергии от тряски, влиянию этой тряски на общее состояние наездника и почему профит от двухподвесов не только в сохранении сцепления на долгих расколбасах.

Далее крайне вольный перевод. Там, где он становится бескрайне вольным – выделено [квадратными скобками]. Плюс пришлось объединять аж три статьи в одну.

НАУКА И ВЕЛОСИПЕД. ПОКРЫШКИ, ДАВЛЕНИЕ, ПОДВЕСКА.

Часть первая. Методология измерений всего этого добра вместе с выводами. Перевод-микс из трёх статей: этой, этой и вот этой.

Давление в покрышках

Большинство велосипедистов заинтересованы в улучшении катимости своего байка, ибо всегда хочется катить быстрее за счёт меньших усилий. Но для этого надо знать что именно делает твой велосипед быстрее. [Можно ещё, конечно, читать рассказы веломанов о «накатистых фтулках», влиянии 29х колёс на невероятную проходимость или облегчайзинге колёс для ракетного ускорения.] Но лучше дать место науке. Наука – это восхитительный процесс!
Начинается она, обычно, с гипотезы. А потом может превратиться в тяжёлую работу: Марк Ванде Камп, например, катал одну и ту же длинную горку вверх-вниз более 300 раз в течение нескольких месяцев, всегда ранним утром, когда вероятность ветра минимальна. Также часто приходилось вставать в четыре утра, всё подготавливать и, несмотря на вечерний благоприятный прогноз, поймать небольшой ветер и свалить обратно домой. Ещё наш трек приходилось постоянно подметать – все 245 метров, по вечерам перед стартами, как таджики. [Вот сразу видно прогнивший Запад: стараются, исследуют чего-то, трудятся. Нет, чтобы как у нас – тупо взял готовые исследования и перевёл!]



Мы знали, что более высокие давления в покрышках менее комфортабельны, потому дополнительно мы хотели выяснить, как много скорости мы отдаём этому комфорту. Ответ удивил: «Нисколько». Мы выяснили [см. предыдущий перевод], что более высокие давления выше определённого значения не делают велосипед быстрее. Для выявления закономерностей и устранения статистических погрешностей среди наших результатов мы протестировали ещё больше разных покрых с разным давлением и лишь подтвердили предыдущие изыскания.

Потери в подвеске

[Речь пойдёт не об амортизаторах, если чо. Имеется ввиду, что сам наездник как бы подвешен на покрышках над асфальтом.] Следующим шагом была попытка подтверждения теории: потери в подвеске происходят от трения в тканях наездника от вибраций. По сути, трение производит тепло, переходя в иное состояние, и вся эта энергия, которая изначально появляется из-за движения байка вперед, уже недоступна для ускорения велосипеда. Подпрыгивая, мы съедаем свои же усилия. Увеличение давления в покрышках увеличивает вибрации и, соответственно, потери энергии. Ибо увеличение давления уменьшает гибкость покрышек (гистерезисное трение) – они меньше деформируются в пятне контакта во время вращения.

Эта гипотеза также позволила понять, почему результаты лабораторных тестов на барабане отличались от наших. Они не учитывали эти потери, измеряя только половину необходимого уравнения.

Итак, мы проводили тесты, замеряя затраченную энергию при постоянной скорости на ровной и грубой поверхностях, прям одну сразу за другой.



Разница оказалась громадной. На грубой поверхности поперечных полос безопасности шоссе наш наездник при 26кмч выкладывал на 290 Ватт больше, чем на гладкой поверхности рядом с этими полосами. Это значит, что 290 Ватт терялись в вибрациях байка и наездника!
По ровному затраты составляли 183 Вт, а по полосам – 473 Вт.



Куда девались 290 Вт? Прямо в моё тело!
Кстати, не забывайте, что реальная наука требует, чтобы все эксперименты были повторяющимися и повторяемыми. Что мы и делали, постоянно повторяясь и используя разную экипировку, давая подробные описания для других желающих повторить.



[Горизонтальная шкала – давление в псях.] Синяя линия внизу показывает измерения в лаборатории на стальном барабане, где увеличение давления делает покрышку быстрее. Но нет наездника – почти и нет потерь подвески.
Как только вы садитесь в седло, всё становится другим: зелёная линия показывает очень гладкий асфальт, жёлтая – грубоватый асфальт, а красная – асфальт с полосами безопасности. Как видите, после определённого давления в покрышке сопротивление качению увеличивается.
Ещё раз: зелёная, жёлтая и красная линия – это всё измерения в реальной обстановке, а синяя – лабораторная крыса.



Армия США, кстати, проводила исследования вибраций кресел экипажа в танках и доказала, что энергия, поглощаемая человеческими телами, напрямую коррелировала с дискомфортом.
Наш Марк после 300 заездов вверх-вниз по тестовому холму как-то резко перестал фанатеть от будущего заезда на 11 миль по поперечным полосам безопасности, поэтому тут пришлось ехать мне. И я подтверждаю выводы исследователей армии США по поводу ацкого дискомфорта при поглощении всем телом вибраций в сотни Ватт. Я же говорил, что наука – это тяжёлая работа!

В качестве побочного эффекта тест потерь в подвеске дополнительно подтвердил, что высокое давление в покрышках не делает байк быстрее даже на очень ровной поверхности. Ведь в этот раз мы тестировали с пауэр метром (Power meter) вместо скатывания вниз, подтвердив выводы двумя методами исследований.



Позже мы переместились на более пологие полосы и замерили потери подвески на разных байках с разными сетапами, с покрышками разной ширины и разным давлением, жёсткими вилками, гибкими и амортизационными (эластомерный RockShox), плюс мягкая лента для ручек руля. Гы…

После всех тестов мы ещё раз ответственно заявляем: увеличение давления выше определённых значений не улучшает накат на поверхностях от очень ровных до совсем неровных. А на неровных высокое давление так вообще, чем оно больше – тем больше вас тормозит, так как потери в подвеске увеличиваются.
Широкие покрышки на пониженном давлении более эффективны в уменьшении потерь подвески. На полосках безопасности такие покрышки требовали лишь две трети усилий от узких и набитых.



Амортизационные и гибкие вилки имели одинаковый эффект: обе снижали побочные эффекты от потерь подвески в сравнении с жёсткой вилкой, как на фото выше. Гибкие вилки были менее эффективны чем широкие покрышки, потому что им надо было не совладать со скачущим передним колесом несколько раз в секунду. Таким образом, подавление вибраций прямо там, где они появляются – на поверхности дороги с помощью поверхности покрышки – есть лучшая стратегия.
Интересно, что амортизирующая эластомерная вилка RockShox была более комфортной, но не более эффективной, чем гибкая. Часть энергии уходила в эластомер, тогда как тупая гибкая вилка внутренних потерь почти не имела.
Мягкая обмотка на руле не уменьшала потери, ибо вибрации байка настолько сильны, что не способны быть поглощёнными даже в толстом слое вспененной обмотки. [А вы уже читали про новые амортизационные грипсы?]

Ещё интересен тот факт, что субъективный уровень комфорта наездника (без использования амортизационных вилок) почти совпадал с результатами теста: чем более комфортно чувствовал себя наездник, тем меньше были потери амортизации.

Но наиболее удивительными были результаты на гладкой поверхности: жёсткая вилка требовала заметно больше усилий! Это значит, что потери в подвеске – важный фактор даже на очень ровной поверхности. Да, установка установка эластомерной RockShox может сделать вас быстрее даже по гладкому асфальту! Гибкие вилки тоже делают вас быстрее, хотя эластичные (с очень мягким каркасом) покрышки ещё более эффективны. А в идеале, вообще можно совместить гибкую вилку и эластичную покрышку.



На фото вы наблюдаете бешеный гибрид шоссейника с эластомеркой!

Оптимизуруя давление в покрышках

Начальные тесты установили, в какой момент производительность больше не увеличивается с увеличением давления. В таблице ниже нагрузка дана на колесо, а не для всего байка. Для вычисления приемлемых для себя величин, в среднем, от общей нагрузки вы можете брать 40-45% для переднего колеса и 55-60% для заднего.



[Пояснения к таблице.
Надпись слева про 15% нам неинтересна – я эту историю опустил, нафикненужно.
Вертикальная шкала – давления в атмосферах и пси. Горизонтальная шкала – нагрузка на колесо в килограммах. Графики – ширина покрышек.
Например: наездник и велосипед – жиробасы, которые в сумме дают 100кг. Распределение веса перед/зад 45%/55%, т.е, нагрузка на колёса 45кг/55кг. Давления для 20мм покрышек, в таком случае: 8.6атм (125пси)/10.6атм (155пси), для 37мм покрышек: 3атм (45пси)/3.6атм (53пси).
Для тяжёлых наездников и байков узкие покрышки требуют более высокого давления и широкие покрышки плюс диета для них – лучший выбор.]

Если вы хотите скорости – вы можете немного повысить давление, если нужно больше комфорта – можете немного понизить.

Последний штрих

Нас часто спрашивают, как это энергия умудряется сохраняться и возвращаться при деформировании покрышки, когда она перекатывается через препятствие? А вот рисунок ниже вам покажет:



Когда покрышка ударяется о препятствие (слева), она деформируется (маленькая стрелки внизу), замедляет байк и удерживает энергию. По другую сторону препятствия (справа) энергия высвобождается и выталкивает покрышку по направлению движения байка, вновь ускоряя его.

ВЫВОДЫ

Короче, более широкие покрышки быстрее, потому что для них нужно меньше давления для езды по смешенным поверхностям. Для наилучшего наката более широкая покрышка должна быть ещё и эластичной, в противном случае, вы потеряете больше энергии в моменты деформации её каркаса.
Другими словами, на большинстве дорог и особенно на неровных, 32мм покрышки будут быстрее 26мм. Но какой-нибудь 42мм Schwalbe Marathon будет медленнее их обоих (несмотря на то, что они шире их), потому что у неё слишком жёсткий каркас, отъедающий в себя много энергии без возврата.

• Ставьте настолько широкую покрыку, насколько позволяет рама. По крайней мере, в пределах разумного. Тесты показали, что покрышка шириной 32мм катит так же быстро, как 25мм даже на самом гладком асфальте, а также она быстрее, чем 23 и 20мм покрышки. На неровных дорогах же широкие покрышки всегда быстрее. Мы даже измеряли это на скорости 35кмч с наездником, учитывая аэродинамическое сопротивление (а оно есть главное сопротивление движению вперед при спринтерских скоростях).
• Катайте на относительно небольших давлениях, по крайней мере, таких, чтобы покрышка не заминалась и не подгибалась в поворотах. Экспериментируйте с вашим персональным давлением, но не бойтесь выпустить лишнего.
• Выбирайте наиболее эластичные покрышки для наилучшего наката.

(с)

Конец перевода.
И это ещё не все по теме. Окончание и немного суммирующих выводов будет дальше.