Скорость вращения колеса велосипеда

Amata

Продолжаем размышления про скорость.

Мощность велосипедиста

Дата: 15 Май 2015 Рубрика: Советы начинающим Комментарии: Нет комментариев


Когда борьба за аэродинамику может навредить.
Безусловно, повышение аэродинамических характеристики один из лучших способов увеличить скорость движения. На эту цель работает огромная индустрия. Разработками занимаются производители, которые выпускают самые эффективные рамы и компоненты. С другой стороны ученые изучают влияние таких факторов, как положение гонщика на аэродинамику. Но всегда ли борьба за самую эффективную позицию бывает оправдана?
Использование аэродинамических рулей и наклон корпуса к верхней трубе снижает фронтальное сопротивление и помогает легче рассекать воздух, что повышает скорость движения. Но одно из последних исследований указывает на то, что сильный наклон может негативно повлиять на показатели выходной мощности из-за того, что у гонщики снижается способность эффективно дышать и более продуктивно педалировать.
Группа британских исследователей выбрала 19 подготовленных гонщиков для проведения набора испытаний при различном угле наклона, начиная от 24 градусов и постепенно снижаясь до нуля (или приблизиться к этому показателю, так как не каждый смог так опуститься). На каждом этапе фиксировались одни и те же данные, включая эффективность, частоту сердечных сокращений, частоту вращений педалей, V02 max и пиковую выходную мощность. Многие из этих параметров ухудшились по мере занятия все более аэродинамического положения. Например, выходная мощность упала на 14% на низкой позиции в сравнении с начальной.
Конечно, площадь фронтального сопротивления также снизилась в процессе эксперимента, но ученые пришли к выводу, что самого низкого положения (0 градусов) должны избегать даже соревнующиеся велосипедисты. Что касается промежуточных точек между 24 и 0 градусами, то гонщики должны искать для себя компромисс, при котором потери производительности будут меньше, чем выигрыш от аэродинамики. При желании, можно провести самостоятельно тестирование с помощью измерителя мощности.
Скорость велосипеда: как ехать быстрее
Есть ряд факторов, которые влияют на скорость Вашего велосипеда. Самый важный, безусловно, это выходная мощность. После идут позиция гонщика, экипировка, оборудование велосипеда (например, состояние подшипников и сопротивление покрышек), а также вес велосипедиста. Есть более мелкие по значимости факторы, которые могут влиять на скорость. Также на скорость может влиять техника педалирования и симметричность вращения педалей.
Аэродинамика и скорость
Стать максимально аэродинамичным это, несомненно, лучший способ повысить свою скорость с наименьшим количеством усилий. График ниже показывает, как скорость зависит от выходной мощности и положения тела велосипедиста на велосипеде.Прогрессивно требуется больше мощности на получения каждого дополнительного км/час.


Два важных момента: линии графика не являются линейными, линии скорости велосипеда находятся близко друг от друга и постепенно отдаляются при увеличении скорости. С каждым дополнительным ваттом скорость при аэродинамической позиции увеличивается больше, чем при высоком положении.
Значение оборудования и веса на скорость
Установка аэродинамического оборудования оказывает значительно больший эффект, чем снижение веса стандартного оборудования. Так в одном эксперименте, снижение на 2 килограмма веса руля дало экономию в 3,6 секунд, в то время как, замена вилки на аэродинамичную снизило время на 30 секунд, а если сравнивать с большой круглой вилкой, то выигрыш составил все 50 секунд.
Вес играет важную роль для ускорения вращающихся деталей, таких как колеса, обувь, педали и шатуны. Проще говоря, чем легче, тем лучше. Но помните, что при достижении определенной скорости значение веса существенно снижается. После того, как Вы преодолели барьер в 15-20 км/час, решающим фактором становится аэродинамика. При меньшей скорости аэродинамика оказывает малое влияние.
Влияние покрышек на скорость велосипеда
На рисунках ниже фанаты технических аспектов велогонок могут видеть как покрышки влияют на скорость.

Как видно, узкие шины имеют большее сопротивление качению, но являются более быстрыми из-за аэродинамических свойств.

На это графике видно, что трубчатые шины имеют меньше сопротивление качению, по сравнению с клинчерными. Поэтому трубчатые быстрее, легче, но и стоят дороже.
Многим будет полезен калькулятор, который высчитывает производительность велосипеда.
Калькулятор мощности
Вы можете увидеть влияние веса, ветра, силы, температуры, высоты, положения и покрышек на производительность. После ввода нескольких значений это программа определит Вашу скорость, время, калории и потерю веса. Хотя это всего лишь модель, которая имеет свои отклонения, но будет очень полезна, что-бы сделать общие выводы.
Выводы
Подводя итог, аэродинамический руль более ценен, чем более легкие покрышки. Вес играет большую роль во время ускорения и подъема на вершину (особенно важен вес вращающихся деталей). На равнине вес колес и других компонентов после набора скорости на так важен, как, например, аэродинамические колеса.
Гонщику целесообразно все время ехать в аэродинамическом положении после достижения скорости в 15-20 км/час. Интенсивное педалирование при спуске вниз не очень продуктивно. Целесообразнее поддерживать среднюю скорость прикладывая больше усилий на подъемах и значительно снижая на спусках, чем поддерживать одну мощность всю дистанцию.
Важно при тренировках применять различные устройства, которые помогут в измерениях, так как не правильно полагаться только на свои ощущения.

—————
СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ВЕЛОСИПЕДА И ДИАМЕТР КОЛЕСА

Суммарное сопротивление складывается из пяти основных составляющих (Рис.1):
1. аэродинамическое сопротивление,
2. сопротивление качению шин,
3. потери в трансмиссии,
4. сила инерции.
5. потери на деформацию велосипеда (рама, вилка, колеса)


Рис. 1. Силы сопротивления движению велосипеда (по Швальбе )

Очевидно, что для каждого типа и состояния грунта может быть найдено оптимальное давление воздуха в шине, при котором сопротивление качению будет минимальным.
Увеличение диаметра колеса приводит к уменьшению коэффициента сопротивления качению. На ровных дорогах с твердым покрытием уменьшение небольшое. Чем больше размеры и число неровностей на дороге и чем больше на таких дорогах скорость движения, тем значительнее влияние диаметра колеса на коэффициент сопротивления качению. Особенно сильно снижается коэффициент сопротивления качению на деформируемых опорных поверхностях (песок).
Формула для силы сопротивления деформации грунта недеформируемого колеса, так тревожащая пытливые умы:

Эмпирические зависимости коеффициента сопротивления качения колеса автомобиля от: в — давления воздуха в шине на твердой поверхности, г — диаметра шины (1 — при контакте с бетонным покрытием, 2 — грунтом средней плотности, 3 — песчаным).

Узкая шина будет иметь более вытянутое пятно контакта. Поэтому, во время вращения узкие шины больше деформируются по окружности, чем широкие.
У широкой шины радиальная длина пятна контакта короче, что делает такую шину более «округлой» и накатистой.
Чем меньше шина деформируется по окружности, тем легче она катится.

Что такое передачи (скорости) у велосипеда и как их переключать.

В этой статье мы поговорим о переключении скоростей (передачах) на велосипеде. Для чего они нужны, как правильно выбрать передачу и как правильно переключать.

В нашем магазине продаются велосипеды с одной, 6-ю (у них одна передняя звезда и 6-ть задних звезд) и 21 передачей (3 передние звезды и 7 задних звезд).

Для чего вообще нужны передачи?

Передачи нужны для комфорта велосипедиста. Они позволяют экономить силы и подобрать наиболее удобный режим езды исходя из:

  • Рельефа дороги (ровная трасса, подъем или спуск, разгон или плавное торможение)
  • Качества дорожного покрытия (одно дело езда по ровному шоссе, а другое по городскому асфальту в буграх и впадинах или по грунтовой дороге)
  • Требуемой скорости движения — необходимо поддерживать заданную скорость движения или разогнаться
  • Погодных условий (например, попутный или встречный ветер)
  • Физического состояния велосипедиста

При правильном использовании передач можно:

  • быстрее, а главное более экономично (с точки зрения физических сил, при тех же прочих условиях), добраться из одной точки в другую, чем при поездке на односкоростном велосипеде.
  • не маловажен и тот факт, что при правильном подборе передач, продлевается срок службы деталей байка.
  • и последнее, при неправильной установке передач коленные суставы будут подвергаться гораздо более серьезной нагрузке.

Что значит «переключить передачу»

Фактически переключение передач – это переброс цепи с одних звезд на другие на передних шестеренках и задней кассете или трещотке. Что это такое и где они располагаются на велосипеде можно посмотреть на схеме. В чем разница между кассетой и трещоткой более подробно описано в статье » В чем разница между трещотками и кассетами «

Если на велосипеде 6-7 скоростей значит, на нем установлена одна передняя звезда (шестеренка) и задняя кассета на 6-7 звезд. Если 18 и больше – стоит 3 передних звезды и задняя кассета на 6-7 звезд. Иногда задние кассеты бывают и на 9-10 звезд, что позволяет довести число скоростей до 27-30.

Как нумеруются звездочки в системе и кассете (трещотке) трансмиссии

Принята следующая нумерация звезд: все звезды имеют нумерацию от рамы. Только передние три звезды (в системе) идут на увеличение – 1-я самая маленькая, 2-я средняя и 3-я самая большая, а в задней кассете звезды расположены наоборот: 1-я самая большая, а последняя самая маленькая.

Читайте также  Велосипед кашпо из проволоки

Здесь важно понять, что при выборе передачи цепь не должна быть сильно перекошена. Иначе она и звезды трансмиссии будут сильно тереться друг об друга и быстро изнашиваться.

На этом рисунке показаны те варианты включения передач, которые не рекомендуется использовать как раз из-за перекоса цепи.

Чем переключают передачи.

Переключают передачи специальными ручками на руле – манетками. Они бывают вращательными – переключение скоростей происходит поворотом ручки или рычажковыми – передачи переключаются специальными рычажками.

У вращательных манеток (revoshift и grip-shift, грипшифт) — при вращении ручки на себя или от себя происходит переключение скорости.

У рычажковых переключателей имеются небольшие рычажки для пальцев. Один переключает на большую скорость, другой на меньшую. Эти манетки для многих велосипедистов более удобны, менее прихотливы в обслуживании, но часто более дорогие.

У нас можно купить велосипеды и с вращательными и с рычажковыми манетками известных японских производителей Shimano и Sypo.

Обычно левая манетка отвечает за переключение трех передних шестеренок, а правая – за переключение звездочек в задней кассете. Таким образом, для подстройки под основной тип местности используется левый переключатель и передние звезды. А правый для частных и недлительных изменений во время поездки.

Теперь важно понять, как подбирать передачи и правила их переключения.

Какие передачи и когда использовать

Самая маленькая передняя звезда (номер 1) используется при крутых подъемах, поездках по вязкому грунту или песку, густой траве, при сильном встречном ветре на грунтовке. То есть когда есть сильное сопротивление движению велосипеда. При этом на задней кассете используются самые большие звезды с номерами от 1 до 3 в зависимости от их количества в кассете.

Комбинация самой маленькой передней звезды и самой большой задней — дает максимальную мощность и используется для крутых подъемов.

Средняя передняя звезда (номер 2) это основная рабочая шестеренка. Используется чаще всего при езде по асфальту, грунтовым дорогам, при сильном встречном ветре, плотному песку и грунту, на небольших горках. При этом используются задние звезды с номерами от 2 до 5-6 в зависимости от звезд в кассетах – главное, чтобы не было сильного перекоса цепи, как показано на рисунке.

Самая большая звезда спереди (номер 3) используется при езде по ровному шоссе, асфальту, укатанной грунтовке, когда нет сильного встречного ветра, при спуске, для поддержания скорости при небольших физических нагрузках. При этом используются маленькие задние звезды на 6-7 звездных кассетах это 5,6,7 звезда. На 8-9 звездных кассетах это 5-8,9.

Комбинация самой большой передней звезды и самой маленькой задней — дает максимальную скорость.

Начинать езду рекомендуется со средней передней шестеренки. Задним переключателем подбирайте себе самую удобную нагрузку на ноги. Если дорога пошла под гору, и Вы чувствуете, что задних звезд уже не хватает, чтобы прибавить – переходите на большую звезду спереди. Как только темп вернется к обычному – вернитесь на среднюю переднюю шестеренку.

Аналогично и с нижними передачами. Поехали в гору и чувствуете, что задних звезд не хватает – переходите на переднюю малую звезду (номер 1), и потом возвращайтесь на среднюю, когда дорога станет ровной.

Считается, что на второй звезде спереди нужно ездить до 20-25 км/ч., а после этого переходить на третью звезду.

На первой звезде ездя до 10 км/ч, на очень крутых подъемах, по песку, грязи и т.п.

Трогаясь с места можно использовать передачи: 2-4, 2-5.

Что нужно еще понимать при выборе передачи. Есть у велосипедистов такое понятие – «каденс». Это частота вращения педалей в минуту. Оптимальная частота должна быть 80-110 оборотов с минуту. Это связано с физиологией коленного сустава. С выделением «смазки» в суставе для уменьшения трения костей. При слишком низком каденсе (менее 80) «смазка» более вязкая, а более 110 идет слишком сильная нагрузка на колено. Поэтому Ваша задача при выборе передачи как раз и заключается в том, чтобы держать этот оптимальный каденс (80-110 оборотов в минуту).

В общем, строгих правил нет – каждый байкер сам выбирает, как ему удобно ехать. Помня эти простые правила, не бойтесь — пробуйте. Тело само Вам подскажет, как и когда переключать передачи, а потом появится опыт и переключение передач будет происходить практически на автомате.

Правила переключения скоростей

  1. Любое переключение скоростей должно происходить в движении, т.е. педали должны крутиться. Причем при переключении на передних шестеренках педали нужно крутить плавно, без усилия, чтобы цепь стала на соседнюю звезду с меньшим усилием. На них разница между зубьями соседних звезд более 10. На задних звездах кассеты перепад количества звезд не такой большой и поэтому там цепь перебрасывается спокойней.
  2. Переключение на новую передачу должно быть бесшумным. Если Вы слышите неприятный металлический скрежет, значит, Вы выбрали неправильное соотношение звезд и, в итоге, цепь перекосилась, или трансмиссия велосипеда настроена неправильно.
  3. Переключаться нужно заранее, не на самом подъеме или спуске, а перед ним.
  4. Если нужно переключиться на несколько передач сразу – то лучше это делать поэтапно, по одной
  5. Нельзя переключать одновременно передние и задние переключатели – может заклинить цепь.
  6. Не переключайте передачи при неподвижном велосипеде – так можно сломать рамку переднего или лапку заднего переключателя. Более подробно, почему этого нельзя делать описано в статье » Почему нельзя переключать передачи на велосипеде стоя на месте «

Придерживайтесь этих простых принципов и правил, держите цепь смазанной, переключатели чистыми и путешествуйте на велосипеде в свое удовольствие.

И в заключении, хочется сказать вот еще что.

Существует всего два типа систем для переключения передач. Систему, основанную на звездах мы рассмотрели в этой статье.

Второй вариант — это использование планетарной втулки на заднем колесе. Она обладает как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками, о которых описано в другой статье и почитать об этом можно в ней.

Видео по переключению скоростей

Как подобрать передаточные числа под размер колес велосипеда

Узнав, что при переходе на 1х9 я поставила спереди звезду в 34 зуба, кто-то из знакомых выразил сомнение, мол, не маловато ли. Я отмахнулась, мол, мне норм, и закрыла этот вопрос.
А потом задумалась над тем, что задающие подобные вопросы люди не всегда догадываются учесть такие факторы, как размер колес, их вес, тип протектора, комфортный для меня каденс и вес самого велосипеда в целом. И если вопросы с весом и типом протектора трудно вписать в простые и ясные схемы и уравнения для получения наглядных результатов, диаметр колес и каденс — вполне себе четкие понятия.
Поэтому сегодня я хочу поговорить о передаточных числах и их взаимосвязи с каденсом, размером колес и реальной скоростью.
Как прожженый гуманитарий, до многого я доходила опытным путем, даже не собираясь вникать в какие-либо вычисления. Но пробелы в знаниях надо восполнять.
В предыдущей статье мы разбирали вопросы перехода на одну звезду спереди и узнавали передаточное число, деля количество зубов ведущей звезды на количество зубов ведомой. А что же значит это число?

Полученное в результате деления число, это, по сути, количество оборотов заднего колеса, которое оно совершит на данной передаче за один оборот системы.
Так, например, при соотношении 4010 колесо повернется 4 раза за один круг системы, на 4040 — один раз, на 4050 — 0,8 раз, и так далее.
Имея эту информацию, попробуем привязать это к диаметру колес.
Чтобы узнать, какое расстояние проходит ваше колесо за один оборот, вспомним формулу длины окружности — C=∏d (длина окружности=3,14*диаметр окружности). Для условного колеса в 26 дюймов она будет равна 3,14*26=81,64 дюйма. Что равно 81,64*25,4=2073,656 мм= 207,3656 см =2,073656 м. Поскольку измерение размеров колес в дюймах достаточно условное, для большей точности возьмем информацию о длинах окружностей колес с разными покрышками в одной из множества таблиц для велокомпьютеров. Но длину окружности именно вашей покрышки легко измерить самостоятельно, достаточно колеса и рулетки, прокатить по полу и отмерить от нипеля до нипеля, например.

Одни звезды, один каденс — разные диаметры .
Для начала возьмем для наших расчетов условного велосипедиста, который едет с комфортным каденсом 80об/мин, с трансмиссией 34х11-40 на велосипедах с разными размерами колес.
Для того, чтобы не перегружать вас цифрами, возьмем максимум/минимум, то есть соотношения 34/40=0,85 и 34/11=3,09

Читайте также  Велосипед спутник хвз характеристики
Размер покрышки Обороты колеса Скорость
29х2,2 дюйма (2298мм) 3,09х2,298=7,1 м 80х7,1мх60мин=34080м/ч=34км/ч
0,85х2,298=1,9 м 80х1,9мх60мин=9120м/ч=9,12км/ч
26х2,1 дюйма (2068мм) 3,09х2,068=6,39 м 80х6,39мх60мин=30528м/ч=30,5км/ч
0,85х2,068=1,75 м 80х1,75мх60мин=6960м/ч=6,9км/ч
24х2,0 дюйма (1925мм) 3,09х1,925=5,95 м 80х5,95мх60мин=28552м/ч=28,5км/ч
0,85х1,925=1,64 м 80х1,64мх60мин=7854м/ч=7,8км/ч
20х1,95 дюйма (1565мм) 3,09х1,565=4,84 м 80х4,84мх60мин=23232м/ч=23,2км/ч
0,85х1,565=1,33м 80х1,33мх60мин=6384м/ч=6,4км/ч

Как мы видим из таблицы, при одном и том же каденсе и одинаковой трансмиссии скорость велосипедистов ощутимо разнится в зависимости от размеров их колес. И если 34-я звезда спереди вполне разумна для больших колес (у меня 27,5х2,8, что по сути почти те же самые 29 по длине окружности), то для складных велосипедов с 20-ти дюймовыми колесами её явно маловато.

Разный каденс, разные звезды, один диаметр.
Но каденс-то тоже можно менять! Начинающие велосипедисты катают с каденсом примерно от 60 оборотов в минуты, каденс же спортсменов переваливает за полторы сотни! Комфортные значения для большинства варьируются от 70 до 120, но это сильно зависит от уровня подготовки. За собой я заметила, что с годами мой каденс стал ощутимо выше, и вместо силового педалирования на высоких передачах я все чаще выбираю езду на более низких с высоким каденсом. Это снижает нагрузку на колени, но требует определенной тренированности.

Рассмотрим изменение скорости в зависимости от каденса на примере синглспид велосипеда, который вы, может быть, хотели бы себе собрать, но не знаете, какие подобрать звезды для того, чтобы комфортно на нем ездить по плоскому городу типа Санкт-Петербурга.

Итак, у вас модный сингл/фикс, легкий и быстрый, на узкой резине 700х25 (2105мм окружность), сзади звезда на 18 зубов, и вы хотите на нем вкручивать 40км/ч, но вам любопытно также, насколько будет комфортна более медленная езда.
Пойдем от обратного! Я, как уже говорилось, гуманитарий, поэтому будем считать поэтапно.
Для начала выясним расстояние, которое нужно пройти за один оборот колеса при фиксированном каденсе.
40км/ч=40000м/ч, при каденсе 120об/мин получаем
40000м/ч:(120об/мин х 60минут)=5,55 метров пройдет колесо за один оборот.
Зная его окружность, получим передаточное соотношение
5,55:2,105м=2,64.

Вспомним, что задняя звезда у нас 18 зубов, подсчитаем, сколько должна быть передняя для получения желаемого результата.
18х2,64=47,5 зубов , то есть 48-ми зубовую звезду.

Окей, а с какой скоростью сможем на ней катить, снизив каденс до 70 оборотов в минуту? 48/18=2,66
2,66х2,105х70х60=23576м/ч=23,6км/ч
Если вас эти значения устраивают, тогда 48-я звезда с данными колесами и с 18 звездой сзади для вас оптимальна.

Надеюсь, эта статья поможет вам разобраться в огромном мире велосипедных колес и трансмиссий.

Максимальная скорость велосипеда

Максимальная конструктивная скорость велосипеда зависит от максимальной величины передачи, которую можно установить, выбрав большую звезду системы и малую звезду кассеты. Кроме того, максимальная скорость зависит от частоты вращения педалей, то есть от каденса

На различных форумах в сети Интернет обсуждаются скоростные возможности тех или иных велосипедов. Нередко тому или иному велосипеду приписываются некие особенности, выделяющие его по ходовым качествам.

Для того, чтобы разобраться с тем, как всё выглядит на самом деле, было решено произвести соответствующие вычисления.

Какие вычисления производились?

Производились вычисления максимальной величины передачи для каждого велосипеда, кроме того вычислялась скорость при заданном каденсе.

Полученные данные собраны в итоговую таблицу

Какие исходные данные использовались при вычислениях?

Вычисления максимальной величины передачи для каждого велосипеда производились по способу, описанному в материале Величина передачи и её расчёт

В соответствие с этим использовались следующие исходные данные:

Величина окружности колеса, выраженная в метрах;

Число зубьев большой ведущей звезды, большой звезды системы;

Число зубьев малой ведомой звезды, малой звезды кассеты.

MTB. Колёса размером 26” – классический MTB

Окружность колеса 2.074 м (измеренная) или 2.075 м (табличное значение)

Большая ведущая звезда системы размером 42

Маленькая ведомая звезда кассеты размером 11

Величина передачи для окружности колеса 2.074 м (измеренной)

Максимальная величина передачи равна 2.074*42/11 или 7.919 м.

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*7.919=791.9 м/мин или 47.5 км/ч

Величина передачи для окружности колеса 2.075 м (табличное значение)

Максимальная величина передачи равна 2.075*42/11 или 7.922 м.

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*7.922=792.2 м/мин или 47.5 км/ч

Разница для величины окружности колеса, полученной в результате измерений, и табличным значением составляет 1 (один) миллиметр.

MTB. Колёса размером 29” – так называемый найнер

Окружность колеса 2.288 м (измеренная) иди 2.290 м (табличное значение)

Большая ведущая звезда системы размером 38

Маленькая ведомая звезда кассеты размером 11

Величина передачи для окружности колеса 2.288 м (измеренной)

Максимальная величина передачи равна 2.288*38/11=7.904 м

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*7.904=790.4 м/мин или 47.4 км/ч

Величина передачи для окружности колеса 2.290 м (табличное значение)

Максимальная величина передачи равна 2.290*38/11=7.911 м

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*7.911=791.1 м/мин или 47.4 км/ч

Разница для величины окружности колеса, полученной в результате измерений, и табличным значением составляет 2 (два) миллиметра.

MTB. Колёса размером 27.5” – разумный компромисс между 26” и 29”

Окружность колеса 2.170 м (табличное значение)

Большая ведущая звезда системы размером 40

Маленькая ведомая звезда кассеты размером 11

Величина передачи для окружности колеса 2.170 м (табличное значение)

Максимальная величина передачи равна 2.170*40/11=7.891 м

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*7.891=789.1 м/мин или 47.3 км/ч

Шоссейный велосипед

Окружность колеса 2.180 м (табличное значение для 700 38с)

Большая ведущая звезда системы размером 50

Маленькая ведомая звезда кассеты размером 11

Величина передачи для окружности колеса 2.180 м (табличное значение)

Максимальная величина передачи равна 2.180*50/11=9.909 м

Скорость при каденсе 100 об./мин составит 100*9.909=990.9 м/мин или 59.4 км/ч

Максимальная скорость велосипеда при различных значениях каденса

Максимальная скорость велосипеда зависит как от величины передачи, так и от значения каденса.

Величина передачи задаётся конструкторами велосипеда и может быть изменена путём вмешательства в заводскую конструкцию.

Анализируя приведённые выше данные легко заметить, что самая малая звезда кассеты любого из четырёх рассматриваемых велосипедов оснащена 11 зубьями. В настоящее время это некий конструктивный предел. Когда-то таким пределом была малая звезда с 12 зубьями, а самой распространённой была малая звезда кассеты с 14 зубьями.

Другими словами повысить величину передачи за счёт уменьшения размеров малой звезды кассеты не представляется возможным.

Размер колеса тесно связан с размерами рамы и передней вилки, поэтому на окружность ведущего колеса существенно повлиять достаточно сложно. Единственно, что можно сделать – это подобрать более широкие покрышки, правда, при этом увеличится сопротивление качению.

На практике, для повышения величины передачи, в основном используется увеличение количества зубьев звёзд системы.

В тоже время, используя максимальную величину передачи, изменить скорость движения можно исключительно за счёт каденса см.Таблицу 1.

Скорости движения на различных велосипедах в разных условиях

10 минут Автор: Михаил Скворцов 554

  • Рекорды скоростей на велосипеде
  • Возможности неподготовленного велосипедиста
  • Факторы, влияющие на скорость движения
  • Комментарии

При поездке на велосипеде вокруг тебя нет железной коробки, как при езде на автомобиле, и ты открыт ветру и другим погодным условиям. При катании на велосипеде под тобой нет тяжелого стального корпуса, как при езде на мотоцикле, и ты просто летишь над землёй. Скорость в подобных условиях ощущается максимально полноценно.

Очень многие начинающие велосипедисты переоценивают скорость, с которой они ездят. Заметив на компьютере цифры 25-30 км/ч, многие думают, что с этой скоростью они чаще всего передвигаются, и это есть средняя скорость. Но это не так, такую скорость может удерживать только опытный велосипедист, а спортсмены кроме того способны на невообразимые рекорды.

Рекорды скоростей на велосипеде

Максимальная скорость на велодроме – 51,151 км/ч. В гонке на треке в Мехико итальянский спортсмен Франческо Мозер в 1984 году за один час проехал расстояние 51,151 км. Такой результат считается рекордом скорости и выносливости. Как признался в 1999 году сам рекордсмен: удерживать высокую скорость и не сбивать темп ни на секунду ему помог кровяной допинг, который в то время был не запрещён.

Максимальная скорость по прямой, при установке на велосипед аэродинамического обтекателя – 133,78 км/ч. Этот мировой рекорд был поставлен 26 летним голландцем Себастьяном Боуйером в 2013 году на дистанции 200 метров. Спортсмен лежал на спине, у этого велосипеда педали установлены спереди, а сам веломобиль полностью закрыт сверхлегким обтекателем из углеродного волокна. Этот веломобиль был построен сообща студентами Свободного университета в Амстердаме и Дельфтского технологического университета.

Читайте также  Скорость велосипеда с мотором

Максимальная скорость по прямой, при укрытии велосипеда в воздушном мешке – 268,83 км/ч. Этот абсолютный рекорд скорости на велосипеде был поставлен 50-летним состоявшимся спортсменом Фредом Ромпельбергом из Нидерландов в 1995 году. Такой результат был достигнут на ровной поверхности высохшего соляного озера в штате Юта (Бонневилькая соляная равнина), и только благодаря следованию велосипеда за спереди движущимся гоночным автомобилем, большой обтекатель которого защищал велосипедиста от набегающего потока воздуха. Разумеется, был построен специальный велосипед, на котором невозможно ездить в обычных условиях.

Максимальная скорость при спуске с горы составляет 222 км/ч. Этот рекорд скорости установлен на маунтинбайке (горном велосипеде) французом Эриком Бароном в 2000 году на обкатанной ледяной горнолыжной трассе во Французских Альпах. Для установки этого предела скорости был построен велосипед с улучшенной аэродинамикой, но с амортизированной вилкой и задним подвесом. Сам спортсмен был одет в аэродинамический жёсткий костюм-скафандр. В 2002 году Эрик Барон, уже на сухом гравийном склоне вулкана Сьерра-Негро в Никарагуа смог разогнаться до 210,4 км/ч. Проехав около 400 метров велосипед под смельчаком, из-за невыносимой нагрузки на раму, разорвало на две части. Эрик Барон получил сильный перелом бедра, вывих левого плеча и шейного отдела позвоночника, многочисленные ушибы и порезы, но спортсмен выжил благодаря шлему и защитному костюму.

Максимальная средняя скорость на шоссейном велосипеде составляет 41,654 км/ч. Такую скорость смог держать на дистанции «Тур де Франс» американский шоссейный гонщик Лэнс Армстронг в 2005 году. На спусках с гор участники этого соревнования развивают скорость близкую к 90 км/ч.

Возможности неподготовленного велосипедиста

Труднодостижимые рекорды вдохновляют любого спортсмена, а обычному человеку, иногда выбирающемуся на велосипедные прогулки, намного интереснее узнать: с какой скоростью можно двигаться по обычным дорогам, не принимая участие в соревнованиях.

Для измерения скорости на велосипед, не так давно – пятнадцать-двадцать лет назад устанавливали большие, тяжелые и ненадежные механические спидометры. Сегодня каждый может позволить себе купить миниатюрный электронный велокомпьютер, который кроме текущей скорости и общего пробега отображает среднюю скорость движения, максимальную скорость, длину маршрута, темп в минуту, расход калорий, время в пути, и другу полезную информацию в более дорогих моделях.

Средний велосипедист на современном горном велосипеде без чрезмерных усилий может держать среднюю скорость 18-20 км/ч по шоссе, проезжая 10 км за 30 минут. Такой же велосипедист на шоссейном велосипеде может передвигаться со средней скоростью 20-25 км/ч по прямой асфальтированной дороге, проезжая 10 км за 25 минут. Пол ездока не имеет решающего значения, на таких скоростях. Средним велосипедистом считается человек, который катается примерно 20-50 часов в месяц или 1-2 часа в день.

На небольших расстояниях около 10 км развивать среднюю скорость 18 км/ч может каждый, включительно и подростки от 12-14 лет. Более опытный велосипедист, проезжающий не одну тысячу километров в год, аналогичную дистанцию проедет в два раза быстрее. У него выше физическая сила, лучше техника езды и, как правило, более качественный велосипед. Такие люди благодаря натренированной выносливости могут удерживать скорость около 30 км/ч, на дистанции 100 км по шоссе. На такие расстояния средний велосипедист крайне редко выезжает, или не ездит вовсе.

В городских условиях необходимо: объезжать остановившиеся автомобили и общественный транспорт, останавливаться на перекрестках и переездах, притормаживать до входа в повороты и перед пешеходами, поэтому средняя скорость велосипедиста в городе всегда ниже, чем на шоссе, приблизительно на 5-10 км/ч.

Несмотря на то, что на шоссейном велосипеде можно ездить быстрее по асфальту, чем на горном, его нельзя рекомендовать для поездок по городу. Байкер сидит низко на шоссейнике и имеет плохую обзорность, а остановится аварийно на таком велосипеде без заноса не получиться. Горный велосипед, хотя и медленнее шоссейного при движении по твердому покрытию, но более предпочтителен для езды по городу. На маунтингбайке очень легко маневрировать благодаря широкому рулю, а отличное сцепление широких шин с асфальтом позволит мгновенно застыть на месте.

При езде по пересеченной местности, даже на горном велосипеде, невозможно развить максимальную скорость 30 км/ч. Поскольку вне асфальта на пути часто встречаются ямы, бугры, песок, при проезде которых скорость значительно будет снижаться. При езде на маунтигбайке по лесной дороге средняя скорость обычно составляет 15 км/ч.

С другой стороны, шоссейный велосипед, имея малую толщину покрышек и большее распределение веса на переднее колесо, фактически не годится для катания по лесу. Средняя скорость движения шоссейного велосипеда при езде по песку, опавшим листьям, снегу составит 5-8 км/ч. При попытке преодолеть глубокий песок или снег на шоссейнике, переднее колесо занесет в сторону, или оно упрется в продавленный песок, и наездник, возможно, катапультируется через руль. Кроме того, при езде на велосипеде без амортизаторов по гравийной или прокатанной гусеничным транспортом дороге, очень быстро накапливается усталость, из-за ударов на руки и позвоночник.

Факторы, влияющие на скорость движения

Уровень подготовки велосипедиста

Скорость движения больше всего зависит от физической силы и выносливости наездника. Опыт ездока больше влияет на скорость езды, чем выбор типа велосипеда. При движении по шоссе опытный велосипедист на горном велосипеде сможет удержать на хвосте начинающих гонщиков на шоссейных велосипедах, сохраняя более высокую скорость даже при подъёмах в гору.

Сопротивление встречного воздуха

На скоростях 25-27 км/ч существенно тормозит движение велосипеда сопротивление воздуха. Если дует встречный ветер, то становится трудно двигаться уже на скорости 10-15 км/ч. На горном велосипеде с широким и высоко установленным рулём, а особенно, с низко опущенным седлом, намного тяжелее крутить педали на скорости 30 км/ч, чем на шоссейном велосипеде. У шоссейника имеется особенная деталь – узкий руль с нижним захватом (бараньи рога). При ощутимом сопротивлении встречного ветра наездник шоссейного велосипеда может пригнуться к рулю, захватив руль за нижнюю часть дуги, таким образом, значительно снизив нагрузку.

Полностью избавиться от давления встречного воздуха можно только заехав в воздушный мешок, под защитой впереди идущего автобуса или грузового автомобиля. Но пристраиваться сзади за автобус или грузовой автомобиль очень опасно, так как они могут резко затормозить или повернуть при объезде ямы.

Сопротивление качению

Особенно ощущается это противодействие в начале движения. На разгон с места из-за него уходит больше энергии, как у велосипедиста, так и у двигателя автомобиля. После начала движения сопротивление качению меньше сказывается на величине усилия, необходимого для разгона. С увеличением скорости движения это противодействие постепенно уменьшается.

Увеличение трения между шиной и дорогой в первую очередь повышает величину сопротивления качению. Узкую шину, которая продавила мягкий грунт тяжело оторвать от земли. Шина с широко расставленным протектором чрезмерно притирается к твердому асфальтному покрытию, к тому же при этом быстро стирается. Поэтому выбирать покрышки по ширине, площади и глубине протектора следует с учётом того, по каким дорогам вы будете ездить на велосипеде.

Давление в камере значительно влияет на трение между шиной и дорогой. Чем сильнее накачана камера, тем легче колесо катится по асфальту и твердому грунту. Для облегчения езды по щебню, песку, грязи, снегу давление в камерах рекомендуется снизить.

Большой вес велосипеда сильно повышает величину сопротивления качению. Разогнать и толкать в гору тяжелый горный велосипед всегда сложнее, чем более легкий шоссейный.

Увеличение диаметра колеса уменьшает величину сопротивления качению. Велосипед для взрослых значительно дольше двигается накатом по прямой, чем детский. Кроме того большое колесо легче преодолевает неровности дороги, перекатываясь через маленькие ямки.

Трение в передаточных механизмах

Скорость велосипеда наверняка снизит не смазанная или грязная цепь, а также изношенные втулки и каретка. Если вы стремитесь достичь большой скорости, тогда вам необходимо купить дорогие втулки и механизм каретки, и в дальнейшем следить за состоянием их смазки.

Амортизаторы на велосипеде, особенно слишком мягкие, снижают скорость по ровному асфальту. Но они оказываются незаменимыми при преодолении участков дорог с мелкими неровностями. Амортизированная вилка при движении по городу оказывается не заменимой, тогда как от заднего подвеса можно и отказаться.

Вообще то, сильно придерживаться приведенных выше средних скоростей не стоит, тем более максимальных. Вы должны кататься на велосипеде с удобной для вас скоростью, получая удовольствие от поездки.