Raami geomeetria võib mõjutada ratta käitlemist, kuid kas saate tõesti ennustada, kui hästi ratas sõidab ainult toru nurkade korral?
Hoiatus: järgmistes lõikudes võite kogeda kõikumist, floppi ja tõmblemist. Ärge kartke – need on terminid, mis aitavad teil jalgratta käsitsemise keerulist teemat paremini mõista. Lihtsam alt öeldes on juhitavus sisend, mis on vajalik ratta suuna juhtimiseks ja suurim tegur on jalgratta geomeetria.
Dünaamika täielikuks mõistmiseks on kulunud sajand, kuid Hollandi Delfti Tehnikaülikooli assistent Arend Schwab on üks füüsikute meeskonnast, kes väidab, et sai probleemi lõpuks 2011. aastal lahti.
„Meie võrrandis on 27 parameetrit,“ütleb ta Cyclistile. Nende hulka kuuluvad toru nurgad, mõõtmed, kahvli reha, põhjaklambri kõrgus ja raskuskese. Muutke ainult ühte elementi ja käsitlemine muutub.
Aastakümnete pikkune kumulatiivne kogemus on viinud raamiehitajad maanteerataste üldise geomeetriani, mis on vastuvõetav tasakaal kaalu, mugavuse, tõhususe ja juhitavuse vahel.
See tähendab, et tänapäeval tehakse enamik käsitsemiseks vajalikke näpunäiteid peatoru nurga ja kahvli nihkega, mida mõnikord nimetatakse ka rehaks, kuna need määravad jälje.
Jäljast aimu saamiseks kujutage ette valgusvihku, mis paistab alla läbi peatoru keskosa. See puudutab maad enne punkti, kus esirehv puudutab maad.
Nende kahe punkti vaheline kaugus on rada ja see on üks peamisi tegureid, kuidas jalgratas juhib.
„Trail mõjutab jalgratta stabiilsust,“ütleb Bromsgrove'i Craddock Cyclesi raamiehitaja Richard Craddock.
‘Kõik jalgrattad on seda stabiilsemad, mida kiiremini nad liiguvad, kuid suurem rada muudab püsti püsimise lihtsamaks. Negatiivne on see, et suurem jälg tähendab rohkem võnkumist, kui olete sadulast väljas, ja kurvides nõuab juhtimine rohkem pingutust.’
See viimane punkt annab energiat Anders Annerstedtile Luksemburgi rattabrändist Rolo.
‘Pikema rajaga jalgratast on kurvis keerulisem ideaalsel trajektooril hoida. Nii et juuksenõelaga peate pöörde läbi juhtima võib-olla kahe või kolme erineva sisendiga.
'Peate olema jõuline, sest geomeetria tahab hoida ratast olemasoleval trajektooril, ütleb ta.
Vähema jälje korral ei pea rattur kulutama nii palju energiat, et neid parandusi teha ja ta saab seda teha kiiremini, lisab Annerstedt.
Ta häälestab oma geomeetriat, et välistada ülemäärane ratta kukkumine – madalal kiirusel ebastabiilsus – ja kõik raamiehitajad püüavad kohandada rada, et tagada ratta kavandatud kasutusega kõige sobivam juhitavus.
Seega võib matkajalgrattal olla palju rada, et tagada stabiilne ja etteaimatav sõit, samas kui võidusõidurattal võib olla väike rada, et pakkuda kiiret ja teravat kurvi läbimist.
Raamiehitaja saab rada reguleerida kahel peamisel viisil: muutes peatoru nurka või reguleerides kahvli kaldenurka (nihket). Jälje vähendamiseks võite muuta peatoru järsemaks, suurendada kahvli kaldenurka või mõlemat.
Maanteeratturid on üldiselt hakanud eelistama jalgrataste juhitavust, kus rada on 50–60 mm. Pea kaldenurk umbes 73° ja hargi nihe umbes 45 mm kipub selle saavutama.
Paljud raamiehitajad on oma täpsete arvude suhtes ebakindlad, kuid kui teate kolmest muutujast kahte, saate veebisaidil bikecad.ca arvutada kolmanda.
Väikeste raami suurustega kaasneb lisakomplikatsioon, kuna esiratas on alumisele kronsteinile lähemal, mis toob kaasa ohu, et sõitja varbad jäävad selle kinni.
Kliirensi suurendamiseks tuleb pea kaldenurk olla madalam või kahvli nihe suurendada, mis mõlemad mõjutavad juhitavust, kui ei tehta muid konstruktsioonimuudatusi.
Kaalud ja mõõdud
Kahjuks ei anna jälje hindamiseks geomeetria diagrammi kontrollimine teile kõike, mida peate käsitsemise kohta teadma, kuna sellega kaasnevad muud tegurid.
Raamiehitajad nimetavad kahe järgmise juhitavuse kõige mõjukama geomeetrilise elemendina põhjaklambri kõrgust ja teljevahet.
Lisaks muudatusi juhitavuses saab teha, muutes varre pikkust, juhtraua laiust ning rataste ja rehvide tüüpi.
Näiteks raskematel ratastel ja rehvidel on suurem inerts ja need nõuavad rohkem pingutust varraste pööramiseks.
Jalgratta juhitavus sõltub ka raami ja kahvlite jäikusest, mis tähendab, et materjalid ja torukujud mängivad oma osa.
„Materjalide valik ja kasutamine võimaldab jalgrattatootjal saavutada määratletud geomeetria piires täpsemaid jalgratta käsitsemisomadusi,“ütleb Tim Hartung, ettevõtte Trek Bicycles disainiinsener.
‘Siin on komposiitmaterjalidel suur eelis isotroopsete materjalide, nagu teras ja alumiinium, ees.’
Talle meeldib, kuidas süsinik võimaldab tal jäikust täpselt reguleerida ja häälestada paigutusmustrite, torude paksuste ja ristlõike kujude kaudu.
Kaasaegsed arendused, nagu maanteerataste ketaspidurid, on Hartungi sõnul mõjutanud ka seda, kuidas jalgratas juhib: „Tavaliselt on läbiteljed palju paksemad [kui tavalistel kiirvabastustel], tavaliselt 12 mm või 15 mm.
'Paksem telg on tugevam ja jäigem ning loob ka jäigema süsteemiühenduse raami ja ratta vahel. See võib luua stsenaariumi, kus esi- ja tagarattad ei ole üksteisega sünkroonis.
'Tagaratas ja raam kipuvad jääma üksteisega rohkem samal tasapinnal, mis võib olla halb, kui üritate suurel kiirusel kurvides püsivat joont hoida.
'Võite lõpetada rattaga, mille süsteemis ei ole piisav alt "anna" või paindumist, et hoida kurvis head joont või võimaldada teil vastav alt eduk alt vasturoolida.
‘See võib tähendada, et teie rehvi kontaktpind maapinnaga tagaküljel võib olla ohus. Või vajutate maanteel kiires kurvis joone reguleerimiseks pidurit, lisab Hartung.
‘Kumbki neist pole võistlusolukordades soovitav. Pidage meeles, et seda detailsust märkavad tõesti ainult eliitratturid ja osa sellest mõjust saab leevendada raami jäikuse parameetrite muutmisega.’
Orgaaniline element
Ükskõik, mis geomeetria ja jäikuse tasemed on jalgrattale valitud, on alati üks muutuja, mida raamiehitaja ei suuda täpselt ennustada: rattur.
Kehakujud ja sõidustiilid mõjutavad juhitavuse dünaamikat ning Arend Schwabil Delfti Tehnikaülikoolist on kindel seisukoht selle kohta, kuidas sõitja asend on seotud juhitavusega.
„Ratturi poos või asend pole juhitavuse osas nii oluline, kuid see, kuidas te juhtrauast hoiate, on väga oluline,” ütleb ta.
‘Roolistruktuur on väga kerge ja kui lisada suur käte ja ülakeha mass, võib see mõjutada süsteemi ja selle reaktsiooni.’
Schwab soovitab, et teoreetiliselt oleks stabiilsuse tagamiseks parim hoidmine sirgete kätega kangide peatoruga sama nurga all, sest siis on käe ja ülakeha massil roolisüsteemile minimaalne mõju.
Londonis asuv raamiehitaja Tom Donhou lisab: Te tahate tõesti hoida raskuskese õiges kohas, eriti kui sõidate suure kiirusega. Kiiruse kõikumine sõltub raskuse paigutusest, nii et peate rataste vahel õigesti jaotuma.’
Raamiehitaja jaoks võib kõigi geomeetriliste elementide tasakaalustamine sõitja füsioloogiaga olla hirmuäratav ülesanne, eriti kui kliendid võivad olla märkimisväärselt nõudlikud, kuid samas ebaselged, millise juhitavuse nad soovivad.
„Inimesed kasutavad selliseid sõnu nagu reageeriv, reageeriv, vilgas, krapsakas, agressiivne,” ütleb Tom Rodi Ameerika eritellimusel ehitajast Parlee Cycles.
„Te kuulete 20 või 30 omadussõna. Mõnikord räägib keegi, et jalgratas on "närviline". See võib olla peatoru juures liiga järsk või kahvel liiga jäik.
'Seal on palju tükke, mida vaadata. Seal on pea, ülemiste ja alumiste torude väändejäikus, kogu kahvlikoostu väändetundlikkus ja vertikaalne vastavus – nende esemete võime tee kõrvalekallete korral painduda.’
On ilmne, et ratta juhitavuse ennustamiseks pole lihtsat lahendust. Raamiehitajad jätkavad selle kallal nokitsemist ja viimistlemist nii katse-eksituse kui ka teaduse abil.
Ja kui olete oma raami kätte saanud, avaldavad mõju ka selle külge kinnitatud osad, kuid enamasti sõltub see, kuidas te selle juuksenõela käänake läbi nikerdate.
Jalgratta juhitavus sõltub suuresti seda käsitsevast inimesest.
