Предлогаю вашему вниманию статью
Сталь, алюминий, титан, или карбон?[spoiler]Вот основной тезис данного эссе: существует три силы, сильно повлиявшие в последнее время на изменение дизайна шоссейного велосипеда:
1. Обыкновенный поиск преимуществ перед конкурентами на соревнованиях.
2. Маркетинговое давление.
3. Поиск производителем путей снижения расходов и как следствие, желание сократить звенья производственной цепи.
И что в результате? Большинство людей продает велосипеды полагая, что их технические характеристики недостаточно высоки для таких крутанских гонщегов, что является иллюзией. Говорится, что поездка на продаваемом велосипеде превращается ад кромешный.
Удовольствие от езды можно получить на хорошо спроектированном, комфортном, конкурентоспособном во всех отношениях байке, но отвергнутом современными райдерами на соревнованиях самого высокого уровня.
Велосипеды можно на две основные категории:
1. Всевозможные гоночные велосипеды. Комфортной и приятной езды от них ждать не приходится, их задача предоставить злому спортсмену шанс на гонке, не переживая о дальнейшей судьбе оборудования. Многие железки из этой категории не более чем маркетинговый инструмент, направленный на дезинформацию. Но об этом позже. Сюда можно отнести и низко ценовые клоны, не имеющие преимуществ старших братьев, но обладающие всеми их недостатками.
2. "Покатушечные" байки. Грамотно спроектированный велосипед превратит поездку в сплошное удовольствие, как во сне. По сравнению с гоночным велосипедом в нем лишь небольшой компромисс. Я считаю, что на таких байках большинство и должно ездить.
Раньше было прощеВ 1975 году профессиональный спортсмен гонялся на байке из труб Columbus, или Reynolds 531 с навеской Campagnolo Nuovo Record, или же использовался микст французских и испанских комплектующих. Обода под трубки, например, Fiamme на 36 спиц. Руль преимущественно Cinelli, цепь и звезды Regina. Байк весил чуть менее 10 кг и был настоящим произведением искусства. Невозможно сделать вел, который будет, надежнее и значительно легче.
С тех пор многое изменилось. Эти изменения требуют от современного покупателя другого набора критериев при выборе байка, чем в 70-80-х годах.
Как я заметил выше, существует несколько сил, повлиявших на дизайн профессионального байка. Прежде всего, наиболее заметно снижение веса. Это привело к тому, что ЮСИ потребовала ограничить вес велосипеда 6,8 килограммами из-за опасения, что технический прогресс отодвинет на второй план физические способности человека.
Существуют и другие силы. Производители хотят уменьшить количество звеньев технологического процесса. Иногда это имеет положительные стороны. Безрезьбовая вилка легче, ее шток прочнее. Раньше приходилось делать отдельную вилку под каждый размер рамы. Теперь же производитель делает одну вилку для любой ростовки. Жизнь стала проще, байк легче и надежнее.
Компактные рамы уменьшают количество размеров в производстве. Мы делаем (не компактную) раму Corsa Strada в восьми размерах, каждая с уникальной геометрией. В ней много разных и сложных элементов, для производителя это ночной кошмар, но такой байк — мечта райдера.
Размер и вес распространяется и на компактные рамы, но здесь не все так однозначно. Если рост человека попадает между двумя размерами, ему приходится выбирать между слишком коротким или слишком длинным выносом (то же касается подседельника), что приводит к неверной посадке и плохому контролю над байком. Ничтожная экономия веса не восполнит недостатки. Однако производитель здесь экономит. И Вы выглядите как профик на Тур де Франс, который живет за счет продаж такого барахла.
Еще одна движущая сила — это реклама. Маркетинговые затраты огромны. Весь велоспорт завязан на рекламе, стоимость ее чрезмерно раздута. До 70-х годов большой велозавод мог позволить себе команду самого высокого уровня. Прошли те времена, когда Peugeot спонсировал победителей Тура, таких как Тевене*. Последней заводской командой была TI-Raleigh.. Содержать ее удавалось потому, что Tubing Investments (владельцы Raleigh) компенсировали расходы команды за счет других отраслей конгломерата. Сегодня поставщик велосипедов обычно играет намного меньшую роль в финансировании профессиональной команды, бюджет которой может превышать восемь миллионов баксов в год. Из-за этих расходов команда вынуждена больше прогибаться под маркетинг, чем в прошлые десятилетия. Каждый квадратный сантиметр байка и одежды райдера нашпигован рекламой.
В прошлом производители ободов никогда не платили командам за оснастку байков своей продукцией. Используемые в то время низкопрофильные обода были анонимными, Вы никогда не узнаете какие использовались той или иной командой. Теперешние высокопрофильные обода идеально подходят для хорошо узнаваемых логотипов, но есть и обратная сторона медали. На высокопрофильных ободах ездить очень жестко, меньшее количество спиц имеет очень высокую напряженность, что усугубляет проблему.
Потребителю продают такие колеса потому, что они легче. Но это полуправда: высокопрофильные обода имеют большую инерционную массу, т.е. вращающийся вес больше. В результате байк тяжелее разгоняется, езда на нем жестче. Общую картину дополняют тесты, показавшие, что для достижения хоть какого-то аэродинамического преимущества профиль обода должен быть не менее 40 мм. Т.е. обода с профилем около 30 мм не являются аэродинамическими, а лишь причудливо выглядят. Перед покупкой подобных колес обратите внимание на хороший комплект, собранный в три кресте из 32-х спиц. Дайте им шанс, поставьте на байк. Вес будет примерно одинаковым, но катить будет совсем по-разному...
Теперь о рамахВелосипедные рамы и вилки изготавливаются из четырех материалов: стали, алюминия, титана и углеродного волокна. Есть и другие материалы, но они не попадают в рамки этой статьи.
Сталь, алюминий и титан — металлы, связанные интересным отношением. Титан имеет 1/2 плотность стали и 1/2 прочность на растяжение. Алюминий обладает 1/3 плотности и 1/3 прочности стали. Из этого следует, что алюминиевая рама в итоге должна весить одинаково со стальной, учитывая, что единица объема алюминия весит на треть меньше относительно такого же объема стали, но для получения той же прочности его надо на треть больше.
Однако не все так просто. Рама состоит из девяти труб и существует проблема в разработке слишком тонких труб по отношению к их диаметру. Учитывая опыт и знания, стальную нижнюю трубу переднего треугольника диаметра примерно 32 мм, можно сделать толщиной около 0,4 мм. Уменьшение толщины приведет к возникновению вмятин даже при незначительных ударах.
Современные алюминиевые нижние трубы овальны в сечении, что дает большее сопротивление на изгиб при педалировании. Механические характеристики алюминия уступают стали, он не способен многократно выдерживать стрессовые нагрузки. Диаметр и толщина трубы должны быть увеличены, но не настолько, чтобы абсолютно скомпенсировать недостаток прочности. Таким образом, алюминиевая труба диаметром 42 мм может быть сделана толщиной 0,7 мм, вес ее будет составлять 185 г. Для сравнения стальная нижняя труба весит 220 г. Пересчитав значения на девять труб видно, насколько можно уменьшить вес за счет использования цветного металла. Промежуточные цифры можно получить, используя титан.
СтальСталь является одним из основных материалов нашей цивилизации, кроме того в качестве сырья для велосипеда она изучена наиболее тщательно. С момента, когда Генри Бессемер понял, что производство стали выгодно и дешево, прошло более 150 лет, прогресс не стоял на месте. В начале 90-х Columbus представил сталь Nivachrome. Прежде в вело индустрии использовались хром молибденовые сплавы, теряющие свыше 40% прочности после пайки. Nivachrome — первый сплав, разработанный специально для велосипеда. В руках опытного мастера Nivachrome теряет только 10% прочности. Кроме того, это весьма пластичная сталь, обладающая очень высокой прочностью на растяжение. Результат — стальные трубы могут быть тоньше и легче.
Ранее большие потери прочности после пайки или сварки приходилось компенсировать избыточным материалом. Так, стандартная труба 1976 года имела толщину 0,9 мм по краям и 0,6 мм в центре. Nivachrome позволил "похудеть" до 0,7 мм по краям с баттингом 0,4 мм в центре. Трубы стали легче на треть без потери прочности и долговечности.
В итоге байки с современной толщиной трубы 0,4 мм настолько легкие, красивые, отзывчивые, что словами не описать. Замечу лишь, что это на самом деле так.
Другое преимущество стали — надежность. Несколько раз согнутая и выпрямленная стальная труба не сломается до тех пор, пока не будет преодолена упругая точка деформации металла. То есть, если не будет превышено это значение, рама будет служить верой и правдой очень долго.
Но давайте не будем себя обманывать. Небольшое превышение веса делает стальную раму непригодной для использования в гонках самого высокого уровня. Нижний порог веса стальной рамы 1,4 кг, алюминиевая не компактная рама весит на 450 г. меньше. Этой разницы достаточно, чтобы не угнаться за Тейлором Хамилтоном** на горе первой категории. Поэтому профессиональный пелотон гоняет на алюминии или карбоне. Но если вы не райдер элитного уровня, потеря 450 грамм в связке байкер/байк весом 90 кг (а то и много больше), незначительна. Но за эти полкило райдер получает велосипед из современной стали высокой прочности, хорошо гасящей неровности дороги. Ни один байк не едет так хорошо как стальной, сделанный опытным мастером. Люди, которые не согласны с этим выводом, либо имеют коммерческий интерес со стороны других материалов, либо никогда не ездили на современном стальном велосипеде.
Вилки. Применение карбона позволяет сократить вес примерно на 450 г. Это огромная экономия на одной детали за небольшие деньги. Я пока воздержусь от комментариев относительно карбона (о нем дальше), но поскольку деформация стали под нагрузкой линейна, упругость стальной рамы отлично дополняется живучей стальной вилкой.
АлюминийАлюминиевая рама эволюционирует со скоростью света. Первые были продемонстрированы итальянцами Alan в середине 70-х. В этих рамах трубы были того же диаметра, что и стальные. Рамы очень легкие, но мягкие до невозможности. За производство алюминиевых рам также взялся Vitus, его продукция была аналогично легкой и мягкой. Я бы назвал эти рамы просто ужасными, но Шон Келли*** на этой имитации настоящего велосипеда уделывал всех. Как говорится: "что русскому хорошо, то немцу смерть".
Позже производители начали применять аргоновую сварку и сверхбольшие диаметры труб (например, Klein и Cannondale). Рамы стали прочные, легкие, но жесткие как гвозди. Я рассматриваю их как жуткую альтернативу хорошим стальным велосипедам. Бросок из одной крайности в другую: от мягких как резина к жестким как табуретка.
Инженеры никогда не переставали работать над решением проблем. Columbus представил Altec, Easton предложил свои алюминиевые рамы, которые можно признать терпимыми. Из современных труб Columbus Altec2 и Airplane делают отличные велосипеды, но я бы не поставил их в один класс с хорошими стальными байками. С другой стороны, если райдер ищет легкий, приемлемо катящий байк, то не компактная (с горизонтальной трубой) алюминиевая рама ему подойдет. Ранние проблемы алюминия: поломка после непродолжительного срока эксплуатации в основном решена. Но ее жизненный цикл никогда не будет как у стальной рамы. Райдер должен понимать, что в поисках высокой производительности надо делать компромиссы. Алюминиевая рама вечной не будет. Никакая!
ТитанТитан не так прочен как сталь и не так легок как алюминий. Рама катит лучше алюминиевой, но весит больше; в сравнение со стальной катит хуже, но весит меньше. И очень надежная. Поломки титановых рам очень редки, как и стальных. Титан обладает еще одним преимуществом: он не ржавеет. Отлично подходит для дорог с соленым покрытием. Не нуждается в покраске. Только меняй испорченные декели на новые.
Мои хорошие друзья, чье мнение я уважаю, настаивают, что это лучший материал для рамостроения, своего рода золотая середина между сталью и алюминием.
Углеродное волокноПримерно десять лет назад Грег Лемонд предсказал, что будущее за углеволокном. Я думаю, что пока об этом говорить рано, несмотря на то, что Лэнс Армстронг четырежды выиграл Тур де Франс на карбоновом байке.
Первые карбоновые рамы на моей памяти были производства Alan и Vitus. Алюминиевые трубы, вклеенные в алюминиевые же муфты были заменены карбоновыми. Следующий большой шаг сделал Kestrel со своей монококовой рамой. Многие гонщики приклонялись перед их катимостью и легкостью. Как и все ранние продукты, вышеперечисленные рамы страдали "детскими болезнями": надежности не было как факта.
На сегодняшний день можно говорить о достижении больших успехов. Основная проблема карбона — низкая надежность, решена. Миллионы человек доверяют карбоновым вилкам, которые требуют максимального уровня качества. Ведь ее поломка может иметь катастрофические последствия.
Производители товаров из карбона располагают передовой технологией обработки сырья. Детали изготавливаются из углеродного волокна закрепленного в эпоксидной смоле. Благодаря современной технологии инженерам удалось сократить количество смолы, а также улучшить состав волокон.
Это важно не только для уменьшения веса, но и для лучшего ощущения дороги, а это основная причина, по которой используют карбон.
У меня есть теория.
У первых карбоновых рам Alan и Vitus трубы были немного большего диаметра относительно стальных и слишком мягкими, чтобы годиться для использования в рамах. Геометрические параметры первых карбоновых вилок были скопированы со стальных. Неправильное направление волокон делало их очень мягкими: при езде колесо болталось вперед-назад, а при торможении отчаяно вибрировало. Все это создало карбону репутацию мягкого материала. Предполагалось, что мягкий карбон добавит комфорта поездке. Это был не тот карбон, который является чрезвычайно жестким материалом; мягким его сделал инженеринг.
Посмотрите на сегодняшние карбоновые вилки. Они сделаны с учетом измерений, зависящих от материала: жесткие, надежные и качественные.
Как же углеродное волокно влияет на качество езды? Инженеры с карбоном могут делать практически все. Простыне плетеного волокна придается форма и запекается вместе с эпоксидкой. Отличный вариант для использования его в велоиндустрии. Но отметим несколько моментов:
Эпоксидная смола гасит высокочастотные вибрации. Если у Вас хорошие дороги, она поглотит жужжание покрытия и сгладит его. Однако, деформация карбона под нагрузкой не линейна, сильный удар чувствуется жестче. Хорошую дорогу карбон сделает еще лучше, плохая с ним станет еще хуже: будет отбивать все и вся, как только будет превышен порог упругости.
Одним нравится звукоизоляция гула дорожного полотна, другие считают, что на карбоне не чувствуется дорога. Но это дело вкуса.
Я считаю, что чувство дороги — большая часть отдачи, которую я ищу в своем велосипеде. Я не ищу средств изоляции себя от окружающий среды. Я хочу быть ее частью. Карбон работает против моих целей. Я никогда не ездил на карбоновой раме или вилке, которая дает такую же приятную и комфортную поездку в самых разных условиях, как сталь.
РезюмеИтак, какой же велосипед выбрать?
Я по-прежнему считаю, что современный стальной велосипед с колесами, собранными в три креста и хорошими покрышками накаченными до 100 psi остается золотым стандартом. Никакой другой велосипед настолько хорошо ехать не будет.
Элитный гонщик ищет легчайший и быстрейший байк, лучше всего алюминиевый. Он предоставляет хорошее ощущение дороги и высокую производительность алюминия. Если он (гонщик) будет избегать компактных рам, то получит отличный накат без прироста в весе. Важными, но не рассмотренными здесь вопросами является размер рамы и то, что вес лучше распределяется в рамах с горизонтальной верхней трубой.
_______________________________
* Бернар Тевене — французский гонщик, двукратный победитель Тур де Франс, известен как положивший конец царствованию Эдди Меркса на Туре.
** Тайлор Хамилтон — золотой призер Олимпиады 2004 г. в Афинах, где был уличен в использовании кровяного допинга после чего медаль перешла Вячеславу Екимову. Позже всплыл в другом допинговом скандале "Операция Пуэрто".
*** Шон Келли — по прозвищу «Новый каннибал», один из сильнейших гонщиков 80-х.
[/spoiler]
От себя добавлю, что стальной вел, имхо - выбор человека, кто ищет себе коня на века! Тот райдер, кто хочет/способен менять его время от времени сталь вряд ли выберет!
