ველოსიპედის უნიჭო გმირები, ვფიქრობთ, დროა, სპიკერებმა მიიღონ დამსახურებული პატივისცემა
მავთულის ეს წვრილი ძაფები დაუნდობლად რთულ სამუშაოს ასრულებს, განმეორებით იჭიმება და იკუმშება ჩვენი ბორბლების ყოველი შემობრუნებისას. ისინი ასევე ატარებენ პედლების აჩქარების ძალებს კერიდან ბორბლის რგოლამდე და ასევე გადასცემენ დამუხრუჭების ძალებს. მათი როლი იმაში, რომ ჩვენ საერთოდ შეგვეძლო ველოსიპედის ტარება, თითქმის ჯადოსნურია - ასეთი თხელი ძაფები უძლებს ასეთ უზარმაზარ ტვირთს. ასე რომ, ჩვენ ვიგრძენით, რომ დრო იყო, თავმდაბალმა სიტყვით გამოსულიყო გარკვეული დამსახურება, რასაც მთელი დატვირთვა ევალება.
'ლაპარიანი ბორბლის გენიალურობა ის არის, რომ მას შეუძლია გადაიტანოს მხედრის, ველოსიპედის და სხვადასხვა გზის ზედაპირის მიერ შექმნილი ხშირად ძალიან დიდი ძალები ამ გამხდარ ღეროებში, რომელთაგან თითოეული სისტემატურად იკუმშება ბორბლის ბრუნვისას და ტვირთის გადატანის დროს. ერთი ესაუბრებოდა მეორეს და ასე გრძელდება, - ამბობს პროფესორი მარკ მიოდოვნიკი, ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯის შექმნის ინსტიტუტის დირექტორი, Stuff Matters-ის ავტორი, ტელეწამყვანი და მონდომებული ველოსიპედისტი.ის აგრძელებს: „ეს მშვენიერი გზაა ბორბლის წონის, ღირებულებისა და მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის.“
ბოლქვები, ერთხელ დაძაბულობის ქვეშ, არსებითად ამაგრებენ რგოლს კერის გამოყენებით ცენტრალურ სამაგრად. სრულყოფილი სამყაროს სცენარში, თითოეული სპიკერი იწევს თანაბარი დაძაბულობით, რათა თანაბრად გადაანაწილოს დატვირთვა მთელს ბორბალზე, ხოლო რგოლი მართულად და წრიულად უჭირავს. სპიკებმა უნდა დაუჭიროს ბორბალი გვერდითი მოქნილობისა და რგოლის დეფორმაციის წინააღმდეგ და ასევე გაუძლოს ბორბლის ეფექტურად ჩახშობას ვერტიკალური დატვირთვით (რადიალური შეკუმშვა). არ არის პატარა ამოცანა. გასაკვირი არ არის, რომ ბორბლის გაჩენის შემდეგ, ძალიან ცოტა სხვა გამოსავალი იქნა შესწავლილი.
სალაპარაკო დაძაბულობა
ახლა ყველაფერი ტექნიკურად ხდება და თქვენ მარტო არ იქნებით, თუ შემდგომში ცოტა დამაბნეველი და არაინტუიციურია. სასტიკი უთანხმოებაა იმაზე, არის თუ არა ველოსიპედი ფაქტობრივად ჩამოკიდებული ზედა სპიკებიდან (ისინი კერის ზემოთ, როცა ველოსიპედს გვერდიდან უყურებთ), უფრო სწორად, ველოსიპედი ეყრდნობა ქვედა საყრდენებს და მოქმედებს როგორც პაწაწინა სვეტები.„უკანასკნელი შეხედულება, როგორც ჩანს, უცნაურია, ნამდვილად ასეა“, - ამბობს ჯიმ პაპადოპულოსი ჩრდილო-აღმოსავლეთ უნივერსიტეტის საინჟინრო კოლეჯიდან ბოსტონში, აშშ და ველოსიპედის მეცნიერების თანაავტორი..
მიუხედავად იმისა, რომ ადვილი დასაჯერებელია, რომ ველოსიპედის ბორბალი უბრალოდ იშლება ველოსიპედისა და მხედრის სიმძიმის ქვეშ, ის აგრძელებს ახსნას, რომ ბორბლების აგების პროცესში წარმოქმნილი დაძაბულობა (ე.წ. "წინასწარი დაძაბულობა") არის რა საშუალებას აძლევს ქვედა სპიკებს გაუძლოს დატვირთვას დაჭიმვის გარეშე, როგორც ამას გააკეთებდნენ წინასწარი დაჭიმვის გარეშე. „დატვირთულ ბორბალზე ყველა ლაპარაკს აქვს 100 ფუნტის [445N] დაძაბულობა. როდესაც ღერძი დაჭერილია მიწისკენ 100 ფუნტი ძალით, ერთადერთი მნიშვნელოვანი ეფექტი სხივების დაძაბულობაზე არის დაძაბულობის შემცირება უშუალოდ კერის ქვემოთ – როგორც წესი, ერთი მცირდება დაახლოებით 50 ფუნტამდე და სპიკერები მცირდება 75 ფუნტამდე. ეს არის ზუსტად ის, რასაც დაინახავთ ძველი ვაგონის ბორბლის მსგავსი მყარი ხის ბორბლებით - ქვედა 50 ფუნტი იქნება, ხოლო ორივე მხარეს 25 ფუნტი.განსხვავება მავთულებიანი ბორბლებისგან არის ის, რომ მავთულის სპიკერს არ შეუძლია შეკუმშვის დატვირთვა - ის ჩამოიშლება. ასე რომ, ყველა სპიკერი გენიალურად წინასწარ დაძაბულია. მავთულს არ შეუძლია შეკუმშვის დატვირთვა 50 lb, გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც ის უკვე ატარებს დაძაბულობის დატვირთვას, რომელიც აღემატება მას.
"რა თქმა უნდა, ველოსიპედის ბორბალი დაიშლება, თუ ზედა ან ჰორიზონტალური სპიკერები მოიხსნება", დასძენს პაპადოპულოსი.”მაგრამ ეს არსებითად იმიტომ ხდება, რომ შეცვლილ სტრუქტურას აქვს ძალიან განსხვავებული დატვირთვის გზა და, გარდა ამისა, არ შეუძლია უზრუნველყოს საჭირო წინასწარი დაძაბულობა. ჩვენ არ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ეს კოლაფსი იმ დასკვნისთვის, რომ ტიპიური ბორბალი ატარებს დატვირთვას ზედა სპიკების მეშვეობით.“თუ ამით თქვენი თავი ტრიალდება, თქვენ მარტო არ ხართ. ასე რომ, მოდით გადავიდეთ ლაპარაკის მასალის უფრო მარტივ სფეროზე.
ფოლადის ლაქები
ლაქები ძირითადად დამზადებულია ფოლადისგან, მასალის არჩევანი, რომელიც, როგორც Miodownik გვეუბნება, „ძირითადად დამოკიდებულია საიმედო ძაფის ქონის უნარზე.ფოლადის მავთული შესანიშნავია, რადგან თუნდაც ძალიან მცირე ზომის დამაგრების ადგილის შემთხვევაში, მაგალითად, სადაც ძუძუს ყურძენი უჭირავს ყურს რგოლზე, შეგიძლიათ საკმაოდ დიდი დაძაბულობა დააყენოთ მათზე ძაფის მოხსნის გარეშე. უჟანგავი ფოლადი იდეალური მასალაა, რადგან მას აქვს მაღალი სიმტკიცისა და დაბალი წონის სწორი ნაზავი, ამასთან, ხელმისაწვდომია.'
უჟანგავი ფოლადი მე-19 საუკუნის ბოლოდან სპიკების არჩევის ლითონი იყო მისი მაღალი ჭიმვის სიმტკიცის გამო, რაც საშუალებას აძლევს სპიკებს დარჩეს შედარებით თხელი და მსუბუქი, ხოლო უმკლავდება მათზე მოთავსებულ ძალებს. „რბილი ფოლადის ლაქები უნდა იყოს ორჯერ მძიმე და სქელი“, ამბობს კრის ჰორნზი-ჯონსი, სტრუქტურული ინჟინრების Aerotrope-ის დირექტორი. მან დააპროექტა ახალი Lotus ნახშირბადის ბოჭკოვანი სამთო ველოსიპედი და იმუშავა ერთ-ერთ ყველაზე დიდ დაძაბულობის ბორბალზე, რომელიც ოდესმე შექმნილა - 60 მ დიამეტრის კონსტრუქცია, რომელიც ჩამოკიდებულია Millennium Dome-ის სახურავის ქვეშ, რომელიც გამოიყენება როგორც საჰაერო შემსრულებლების პლატფორმა. „რბილი ფოლადის რკინასა და ნახშირბადში ქრომისა და მოლიბდენის დამატებით, მიღებული უჟანგავი ფოლადის შენადნობი ბევრად უფრო მდგრადია დაღლილობის მიმართ.''
დაღლილობა სპიკის მტერია. თუ ფიქრობთ, რომ თქვენი ოთხკუთხედი არაერთხელ იძაბება თქვენი პედლების დარტყმის გამეორების გამო, მაშინ დაიწყინეთ თქვენი სპიკერები, რომლებიც ბორბლების ყოველი შემობრუნების დროს ეცემათ. ბორბალში თითოეული სპიკი ექვემდებარება კომპრესიულ დატვირთვას მხოლოდ წამის იმ წუთში, რაც ის უშუალოდ კერის ქვეშ იმყოფება და იმ მომენტში ის იკუმშება, სანამ წნევა არ ჩამოვარდება და შეუძლია დაუბრუნდეს თავის ნორმალურ სიგრძეს. ეს არის დაუნდობელი ციკლი, რომელიც შეიძლება იყოს ცუდად აშენებული ბორბლის გაუქმება, ფაქტიურად.
'ბორბალი ჰგავს დამღლელ სარბენ ბილიკს სპიკებისთვის, რაც მათ უფრო რთულდება იმით, რომ ერთ ბოლოზე ძაფი აქვს დამატებული და მეორეზე [უმეტეს შემთხვევაში] მოხრილი და/ან თავი. ამბობს ჰორნზი-ჯონსი. ძაფი არის სტრესის კონცენტრატორი და დატვირთვის გადატანა ძირითადად ხდება პირველი რამდენიმე ძაფების მეშვეობით.უფრო მეტიც, ძუძუს თავი შედარებით ხისტია და, რადგან ის ცდილობს რგოლზე პერპენდიკულარულად დაჯდეს, ის იშვიათად ემთხვევა იმ კუთხეს, რომლითაც ამოსვლა ხდება, რაც შეიძლება იყოს დამატებითი კონცენტრირებული სტრესის მიზეზი. მეორე ბოლოში J-bend წუთში იხრება და ასიათასობით ბორბლის ნორმალური ბრუნვის შემდეგ, ნებისმიერი პაწაწინა ზედაპირის ნაკლი, მხოლოდ მიკრონი ღრმა და სრულიად შეუმჩნეველი ადამიანის თვალისთვის, შეიძლება დაიწყოს გახსნა. ეს თავიდან ნელი პროცესია, მაგრამ საბოლოოდ გამოიწვევს სპიკერის გაფუჭებას.'
ალუმინის ლაქები
თუმცა, ფოლადი არ არის ერთადერთი მასალა, რომელიც გამოიყენება სპიკებისთვის. Mavic და Campagnolo (ისევე როგორც Campagnolo-ს დის კომპანია Fulcrum) დიდი ხანია ალუმინის სპიკერების დამცველები არიან. ალუმინს აქვს ფოლადის სიმკვრივის მესამედი, მაგრამ სიხისტის დაახლოებით ერთი მესამედიც, ამიტომ ლაქები უნდა იყოს უფრო სქელი, რაც ნიშნავს, რომ ისინი პოტენციურად ნაკლებად აეროდინამიკურია, საჭიროებენ უფრო დიდი დიამეტრის ძუძუს და, შემდგომში, უფრო დიდ ხვრელებს რგოლებში, რაც შეიძლება შეამცირეთ რგოლის სიმტკიცე და სიმტკიცე.ალუმინის სპიკერები ასევე გამოიყენებენ სწორი ხაზების დიზაინს, რადგან ალუმინის J-დახრილობა დიდი ალბათობით გაფუჭდება სტრესის დროს.
კიდევ ერთი შეზღუდვა არის ის, რომ ალუმინი არ იკავებს ძაფს ისე მარტივად. Mavic-ის გამოსავალი არის ძუძუს წვეთები პირდაპირ რგოლში, ნაცვლად სპიკერზე. Campagnolo ვარაუდობს, რომ ირჩევს ალუმინის სპიკებს, რომლებიც იწონის იგივე, რაც ფოლადის ვერსიებს, მაგრამ შედარებით აუმჯობესებს ბორბლების ტარების შეგრძნებას, თუმცა ეს ძირითადად სუბიექტური საკითხია, რომელშიც სპიკერები თამაშობენ მხოლოდ ერთ როლს, საბურავები, დისკები და კერები ასევე მნიშვნელოვანი მოთამაშეებია. რომ აღარაფერი ვთქვათ დანარჩენი ველოსიპედით.
სხვადასხვა სტრესის გათვალისწინებით, რომელსაც სპიკერები უძლებენ, ნახშირბადის ბოჭკოვანი შეიძლება საერთოდ არ ჩანდეს სავარაუდო არჩევანი, მაგრამ Mavic-მა, რამდენიმე სხვა მაღალი კლასის ბორბლების ბრენდთან ერთად, როგორიცაა Lightweight და Reynolds, ორი რომ დავასახელოთ, იპოვეს გზები. გამოიყენოს მისი დაჭიმვის ძალა სპიკებში, წონის აშკარა დაზოგვით. მაგალითად, Mavic-ის R-Sys SLR იყენებს ღრუ ნახშირბადის მილებს, რათა უზრუნველყოს სიმტკიცე დაძაბულობის და წინააღმდეგობის გაწევის დროს.„ლაპარაკის გაჭიმვა გაცილებით დაბალია, ვიდრე ფოლადი ან შენადნობი, რადგან ნახშირბადი უფრო ხისტია“, ამბობს Mavic-ის მიშელ ლეთენეტი. როგორც მილები, ისინი ეწინააღმდეგებიან შეკუმშვას, რაც ხელს უწყობს ბორბლის სიხისტის შენარჩუნებას, თუმცა საჭიროა ლითონის ნაწილები, რომლებიც შეკრულია თითოეულ ბოლოში, რათა მოხდეს მიმაგრება რგოლსა და კერაზე. ალტერნატიული მეთოდი გამოიყენება Mavic's Cosmic Carbone-ში. Ultimate, რომლის დროსაც ნახშირბადის ფრთიანი სხივები გადადის ბორბლის ერთი მხრიდან მეორეზე, უკავშირდება კერის ფლანგს და კვეთს სხვა სპილოებს გზაზე.
სიმართლე სპინიდან
არის რამდენიმე სხვა მიღებული ველოსიპედის სიბრძნე, რომელიც დაკავშირებულია სპიკებთან, რომლებსაც პიტერ მარჩმენტი, მასალების მეცნიერი და Hunt Bike Wheels-ის დირექტორი, სიამოვნებით ფანტავს.”ბორბალი, რომელიც იყენებს უფრო ღრმა რგოლს მოკლე სპიკებით, ხშირად განიხილება, როგორც”უფრო ძლიერი”, მაგრამ ეს ჩვეულებრივ გამოწვეულია რგოლში თანდაყოლილი დამატებითი სიმკაცრით”, - ამბობს ის.„ასევე, ბევრს სჯერა, რომ უფრო მაღალი დაძაბულობა ნიშნავს, რომ თქვენ მიიღებთ უფრო მკაცრ ბორბალს, მაგრამ ეს ასე არ არის. ბორბლების სიხისტეზე გავლენას ახდენს ბევრი რამ, გარდა მხოლოდ დაჭიმვისა, მათ შორის ხმების რაოდენობა, სამაგრის კუთხე და რგოლის სიღრმე.
ფაქტობრივად, სპიკერი იმავე ოდენობით წაგრძელდება დატვირთვისას, განურჩევლად გამოყენებული წინასწარი დაჭიმვისა, რაც იმას ნიშნავს, რომ სპიკერის დაჭიმვის გაზრდა ბორბალს არ აძლიერებს.' Marchment აგრძელებს, 'სპიკების დაყენება სწორი დაჭიმვის ქვეშ. გადამწყვეტია. უკიდურესად მაღალი დაძაბულობის დროს რგოლი და სპიკერები უფრო მეტად დაზიანდება, რადგან ისინი ეფექტურად იტვირთება დიდი ძალით. მაგრამ დაბალი ლაქების დაჭიმულობა ასევე პრობლემაა, რადგან ძუძუს უფრო დიდი ალბათობაა, რომ იხსნება [განტვირთვა], როდესაც ისინი მოხსნის დაძაბულობას ზემოქმედების ან გზის ვიბრაციის შედეგად, რაც იწვევს ბორბლის სისწორეს.'.
როგორც არ უნდა იყოს დაძაბულობა და ნიმუში, არსებობს სპიკერების დიდი არჩევანი, რომ აღარაფერი ვთქვათ მავთულის ხარისხის მრავალ ვარიაციაზე, საიდანაც ისინი მზადდება. Sapim, სპიკერის ერთ-ერთი წამყვანი მწარმოებელი, წელიწადში 300 მილიონ სპიკერს აწარმოებს და ყიდულობს ირგვლივ, რათა შეინარჩუნოს ხარისხი და დარჩეს კონკურენტუნარიანი პროდუქციის ასორტიმენტში. „უბრალო ლიანდაგის სპიკერის ფასის 60-70 პროცენტი შეიძლება იყოს მასალაში, ამიტომ მნიშვნელოვანია ამის სწორად მიღება, მაგრამ ჩვენი ყველა სპიკერისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი არის მავთულის შესრულება“, - ამბობს Sapim-ის გაყიდვების მენეჯერი. კლაუს გრუტერი. „ჩვენ ვეძებთ მავთულს, რომელიც არის ნათელი და მბზინავი და აქვს 1000-დან 1.050N/მმ2-მდე დაჭიმვის სიმტკიცე კარგი დაღლილობის მონაცემებით და რაც მთავარია, კოროზიის შესანიშნავი წინააღმდეგობით.“.
Grüter გვეუბნება, რომ ნიმუშები შემოწმებულია დაჭიმვის სიმტკიცის, ღუნვისა და ბრუნვის წინააღმდეგობისთვის. მიღების შემდეგ, კოჭებიდან მავთული სწორდება მანქანით და იჭრება. უბრალო ლიანდაგის მავთულის დამზადება ასევე შესაძლებელია კონდახიან სპიკებად (სადაც ცენტრალური ნაწილი ვიწროვდება) მავთულის გაყვანით. მას შემდეგ, რაც კონდახშია, სპიკერის თავი და J-ღუნი ჭედავს და მეორე ბოლოში ძაფს ახვევს (არ იჭრება).დასრულებული სპიკერები მოწმდება როგორც მანქანური ხედვის სისტემებით, ასევე ადამიანის თვალითა და ხელით. ერთ მანქანას შეუძლია დღეში 20 000 სპიკერის დამზადება, რაც განმარტავს, თუ რატომ მოქმედებს სხვადასხვა შრომის ხარჯები მზა სპიკერის ფასზე და რატომ შეუძლიათ მწარმოებლებს მთელ მსოფლიოში გაყიდონ მსგავს ფასებში.
მაგრამ რატომ მაინცდამაინც ლაპარაკი? ჯონათან დეი Strada Wheels-ისგან განმარტავს: „დაღუნული სპიკერები უკეთესად უმკლავდებიან ბრუნს, ვიდრე ჩვეულებრივი ლიანდაგი. ისინი უფრო განიერია ბორბლის სიბრტყეში, რომელიც არის ბრუნვის ძალის მიმართულება, ამიტომ მეტი მასალაა მის წინააღმდეგ გასაწევად. გარდა ამისა, ისინი ოდნავ უფრო იხრებიან პერპენდიკულარულ სიბრტყეში, ამიტომ უკეთესად ანაწილებენ შეკუმშვის დატვირთვას ბორბალზე.'
საუბრის ნიმუში
ველოსიპედის ბორბლის ტრადიციული მეტყველების ნიმუში შედგებოდა 32 (ან ზოგჯერ 36) სპიკერზე, რომლებიც სამჯერ იყო გადაკვეთილი.სპიკების ნაქსოვი ნიმუში ტრადიციულად შეკერილ ბორბალში, შორს არ არის უბრალოდ ლამაზი კალეიდოსკოპიული განლაგება, სინამდვილეში არის ბორბლის დიზაინის ფუნქციური ნაწილი.
ლატერალური სიხისტის თვალსაზრისით, წერტილები, სადაც სპიკერები იკვეთება, საშუალებას აძლევს თითოეულ მათგანს დაემაგროს მეორეს, რადგან ის მოთავსებულია დაჭიმვის ქვეშ, ასევე მხარს უჭერს მას შეკუმშვისას. სამჯვრიანი სახვევის ნიმუშის ყველაზე სასიცოცხლო როლი არის უკანა ბორბალი, სადაც სპიკებმა უნდა გადასცეს პედლების ძალა კერიდან. ამ შემთხვევაში, სპიკერები დატვირთულია ბევრად უფრო დიდი ბრუნვის დატვირთვით, ამძრავის გადახვევის ძალის წყალობით. ლაქები კასეტის მხარეს, კერას ტანგენციალურად ტოვებს, გადააქვს მბრუნავი ძალა (ბრუნი მომენტი) კერიდან რგოლში. რადიალური სპიკერები (რომლებიც მიჰყვებიან გზას კერის ცენტრიდან პირდაპირ რგოლამდე, მეორეზე გადაკვეთის გარეშე) გაცილებით ნაკლებად უმკლავდებიან ამ ტიპის დატვირთვას და უფრო სავარაუდოა, რომ ავარია.
როდესაც ბრუნვის სიჩქარე არ არის პრობლემა, მაგალითად, წინა ბორბალზე რგოლების მუხრუჭებით, რადიალური სპიკების გამოყენება აზრიანია.ეს დაზოგავს წონას, რადგან ლაქები შეიძლება იყოს უფრო მოკლე და ნაკლებია საჭირო გვერდითი ხისტი ბორბლის შესაქმნელად. ისიც კარგად გამოიყურება. დისკის მუხრუჭები იწვევს მნიშვნელოვან ბრუნვის დატვირთვას, თუმცა, რადიალური სპექტაკლი შეუძლებელს ხდის. „საკრავის ნიმუშის სწორად დადგენა მთავარია, რადგან სპიკერები იზიარებენ შეკუმშვის დატვირთვას მეზობლების წინააღმდეგ შეკუმშვით, რომლებსაც ისინი კვეთენ, ამიტომ სპიკერები უნდა იყოს დამაგრებული, რომ იყოს ლიდერები ან მისაბმელი“, - ამბობს დეი.”თქვენ უნდა დარწმუნდეთ, რომ წამყვანი სპიკერი პირველ რიგში იტვირთება წამყვანი მხარეს. 32-წახნაგიან ბორბალზე გსურთ 16 წამყვანი სპიკერი დატვირთვის გასაზიარებლად. თუ თასმას არასწორად გააკეთებთ, საქმეს მხოლოდ რვა შეასრულებთ.'
აღსანიშნავია, რომ ლაპარაკის ნიმუშები რჩება ბორბლების დიზაინის ერთ-ერთ ყველაზე ნაკლებად გამოწვეულ ასპექტად, მიუხედავად ბოლო ათწლეულების განმავლობაში მასალებისა და წარმოების ტექნოლოგიაში გარკვეული მასიური ნახტომებისა. ეს ნამდვილად აპრობირებული მეთოდოლოგიაა და როგორც ამბობენ, თუ არ გაფუჭდა…