Ratų ratlankiai storėja, o tai atrodo priešinga norint juos pagreitinti, taigi, kas vyksta?
Logic rodo, kad jei norite, kad kažkas greitai prasiskverbtų į orą, padarykite jį ploną ir aštrų – kaip Concorde. Jis buvo smiginio formos, o kiti keleiviniai lėktuvai buvo gumbuoti, todėl Atlanto vandenyną galėjo kirsti greičiau nei per tris valandas. Panašiai buvo galvojama ir apie ankstyvąsias gilios sekcijų aeroratų kartas: plonos, gilios V formos sekcijos susiaurėjo iki aštraus krašto, o tai sudarė įspūdį, kad ore pjaunama maksimaliai efektyviai. Tai buvo intuityvi, bet laikai pasikeitė.
Pažangiausias ratų konstrukcijos pranašumas dabar yra mažiau pjaunamas ir bukas. Kraštai buvo sušvelninti, o ratlankiai išplėsti tiek, kiek dabar mums sakoma, kad riebūs, suapvalinti ratlankio profiliai yra geriausia vėją apgaubianti forma, užtikrinanti visapusišką veikimą. Taigi, kas atsitiko?
Sulaikyti vėjai
Pirminis platesnės ratlankio formos šalininkas buvo Hedas Wheelsas, o jo įkūrėjas, velionis Steve'as Hedas, 1980-aisiais paskatino didžiąją dalį mąstymo. Kai 2000-ųjų viduryje Hedas pristatė savo putlų, plataus profilio aliuminio lydinio Ardennes ratų komplektą ir rekomendavo jį derinti su 25 mm padangomis, o ne visur esančiomis 23 mm padangomis, daugelis išreiškė netikėjimą, kad tai gali būti greitesnė. Tuo metu techninės detalės buvo eskizinės. Atrodė, kad Hedas siekė geresnio padangų stabilumo, kad galėtų geriau valdyti posūkius, taip pat sumažintų galimybę susispausti nelygioje vietovėje, tačiau pradiniai 80-ųjų tyrimai taip pat parodė, kad platesni ratlankiai gali būti greitesni aerodinamiškai. Tada, kai 2009 m. Hed patentas galiojo, buvo atvertos durys naujovių bangai.
Michael Hall, ratų gamintojo „Zipp“pažangiosios plėtros direktorius, sako: „Metus metus pramonė siekė bendro pasipriešinimo efektyvumo [greičiausi rezultatai atliekant vėjo tunelio bandymus], mažai atsižvelgdami į tai, kaip gerai šie komponentai veikia antriniuose optimalios realaus pasaulio dienos. Realiame pasaulyje motociklininkai turi susidoroti su viskuo, ką jiems meta aplinka. „Firecrest“ratams, pristatytiems 2010 m., daugiau dėmesio skyrėme, o gauti produktai buvo stabilesni ir nuspėjami bet kokia vėjo kryptimi nei ankstesnių kartų gaminiai.“
Kevinas Quanas, „Knight Composites“inžinerijos direktorius, kalba išsamiau: „Mes projektuojame nuo galinio krašto, ty galinės rato pusės“. ratlankio kraštas, kuris pirmiausia atsitrenkia į vėją, tačiau Quan sako: „Mūsų tyrimai rodo, kad kai vėjas atsitrenkia į padangą posūkio kampu [bet kokiu kampu, išskyrus tiesiai], ji atsiskirs [praras sklandų tekėjimą per ratlankį], todėl ratlankio priekyje esanti aerodinaminė forma neduoda daug naudos – ji beveik visada sustoja.“Kitaip tariant, nėra prasmės teikti pirmenybę aerodinaminei formai priekyje.
Aero pranašumai
Norėdami suprasti, kaip platesnis ratlankis gali pagerinti aerodinamiką, o ne padidinti pasipriešinimą, turime atsižvelgti į tai, kad oras, kuriuo važiuojame, elgiasi nenuosekliai. Net ir ramią dieną oras yra sūkurinis, sudėtingas netvarka. Aerodinamikos mokslas suprato, kad optimali skysčių dinamika – tai, kaip oras sąveikauja su formomis ir paviršiaus tekstūromis, su kuriomis jis liečiasi, – sumažina trintį.
Kalbant apie oro srautą, yra trys plačios kategorijos. Pirmoji kategorija yra „laminarinis“oro srautas. Tai yra labiausiai pageidaujama būsena esant mažiems trinties nuostoliams ir tai reiškia, kad oras juda lygiomis, tiesiomis arba lenktomis linijomis. Kai jis susiduria su judančiu objektu, laminarinis oro srautas atsiskiria, slysta aplink objektą, tada atnaujina srautą kitoje pusėje su minimaliu triukšmu.
Antra būsena yra „turbulentinė“. Kaip rodo pavadinimas, kalbama apie sumaišytą orą, kuris toli gražu nėra sklandus, nors jame gali būti tiek „sluoksninio“, tiek „užstrigusio“oro elementų. Turbulencijos priežasčių gali būti daug: galbūt tai vėjuota diena, ar įdėmiai sekate kitą motociklininką, ar pro šalį važiuoja automobiliai ir sunkvežimiai. Šios neoptimalios sąlygos kartais vadinamos „nešvariu“oru, ir tai yra dažniausiai pasitaikanti būsena.
Trečia sąlyga yra „sustabta“. Tai yra tada, kai oras nebeteka, o sūkuriuoja į skirtingas puses vienu metu. Ši būsena sukelia didžiausią trintį ir todėl turi didžiausią poveikį lėtinant motociklininko greitį.
Visa tai reiškia, kad nors puiku turėti ratų ir padangų derinį, kuris gerai veikia laminariniame sraute, kai važiuojate priešais vėjo tunelį, kas yra naudingesnė realaus pasaulio scenarijuose yra ratai ir padangos, kurie gerai veikia turbulentiniame ore. Sėkmingiausi šiuolaikiniai dizainai iš tikrųjų siekia paimti turbulentinį orą ir sumažinti jo pasipriešinimą – išvalyti nešvarų orą. Tai viena iš priežasčių, kodėl ploni, aštrūs ratų ratlankiai keičiami platesniais, apvalesniais ratlankiais – naujos konstrukcijos paprasčiausiai greičiau įveikia netvarkingą orą, su kuriuo vairuotojai susiduria daugumoje realaus pasaulio važiavimų. Tačiau yra dar viena svarbi priežastis, kodėl ratlankiai tampa platesni, tai yra pasipriešinimas riedėjimui.
Susisiekite su sportu
Perėjimas prie platesnių ratlankių iš dalies yra tuo pat metu perėjimo prie platesnių padangų rezultatas. Ten, kur anksčiau buvo įprasta 23 mm padangos, daugiau vairuotojų ir gamintojų renkasi 25 mm, o kartais net platesnes.
„Continental“tyrimai rodo, kad 25c padangos pasipriešinimas riedėjimui yra 10–15% mažesnis nei 23c padangos“, – sako Quan. „Continental“parodė, kad jei turite didesnę padangą, kontaktinis plotas, užuot ilgėjęs, tampa trumpesnis, bet platesnis, todėl tikrasis paviršiaus plotas kelyje išlieka toks pat esant tokiam pat slėgiui.“
Tai patvirtina padangų gamintojo Schwalbe išvados. Produkto vadovas Marcusas Hachmeyeris sako: „Jei palyginsite skirtingo pločio, bet identiškų specifikacijų – to paties junginio, profilio ir pripūtimo slėgio – padangas, kalbant apie pasipriešinimą riedėjimui, platesnis yra greitesnis. Jei įsivaizduotumėte, kad jūsų dviratis ir motociklininkas stovi ant stiklo lakšto ir žiūrite iš apačios, kur padanga susilieja su stiklu, pamatytumėte dvi aiškiai skirtingas formas. Ant siauros padangos forma būtų ilga ir plona, ovali. Ant platesnės padangos kontaktinis plotas būtų trumpesnis ir storesnis, daugiau apskritimo formos, ir tokiu būdu bet kuriuo momentu sunaudojama mažiau sriegių, kurie sudaro šoninę sienelę ir padeda sukurti pasipriešinimą riedėjimui, o trintis yra mažesnė.
Viskas labai gerai, bet kodėl gi prie siaurų ratlankių tiesiog nepritaikius platesnių padangų? Kai ratlankis siauras, padanga formuoja „lemputės“formą žiūrint iš profilio – suspaudžiama toje vietoje, kur ji įsikabina į ratlankį, o toliau nuo ratlankio – gumbuota. Naudojant platesnį vidinį ratlankį, padanga labiau formuoja apverstą „U“formą, o tai padeda sukurti apvalesnį sąlyčio plotą su keliu ir sumažinti pasipriešinimą riedėjimui.
Kelio ratų ratlankių vidinis plotis – atstumas tarp dviejų užkabintų flanšų, ant kurių pritvirtinamas padangos bortelis – iki šiol buvo apie 14 mm. Pirmą kartą naudojant platesnius ratlankius, ši erdvė išaugo iki 16 mm, o dabar gamintojai vėl juos platina. „Bontrager“naujausias „Aeolus TLR D3“asortimentas, kuris buvo pristatytas šių metų pradžioje, išplėtė šį plotį nuo ankstesnio D3 iki 17.5 mm iki didžiulio 19,5 mm, o tai yra labai didelis procentinis padidėjimas. Vis dėlto perspėjimo žodį pateikė Michelis Lethenet iš ratų gamintojo Mavic. „Abu elementai [padanga ir ratlankis] idealiu atveju turi būti suprojektuoti taip, kad jie puikiai derėtų, kad būtų pagerinta sistema. Jei ne, dėl didėjančios inercijos, besisukančio svorio ir oro pasipriešinimo nėra prasmės naudoti platesnę padangą. Be to, reikia pagalvoti apie saugumo aspektą, jei manote priešingą scenarijų – siaura padanga, naudojama ant pernelyg plataus ratlankio. Dėl to gali kilti didelė rizika, kad padanga netinkamai įsitaisys ir gali išsipūsti.’
Saugumas, kai naudojami tokie svarbūs dalykai kaip padangos, yra svarbiausia, o Quan priduria: „Šiuo metu 17–18 mm [vidinis ratlankio plotis] atrodo gerai, bet bet koks platesnis, tarkime, iki 20 mm, ir mes pradedame neatrastą teritoriją. Šiuo metu nepastebėjome jokio neigiamo poveikio, tačiau jis dar tikrai nepastebėtas pagrindinėje srityje.’
Handle’s Mesijas
Norint įrodyti, kad ratai yra bene sudėtingiausios problemos, kurias inžinieriai turi išspręsti, projektavimo santraukoje yra dar vienas svarbus aspektas: valdymas.
„Tai labai svarbus veiksnys“, – sako Simonas Smartas, „Smart Aero Technology“techninis direktorius ir „Enve Composites“aerodinaminių ratų sistemos (Enve SES) dizaineris. „Jei grįšime septynerius metus atgal, atletai ateitų į vėjo tunelį ir mes nustatytume jiems greičiausią aširatį. Tačiau mes nustatėme, kad realiame pasaulyje ratai dažnai buvo lėtesni. Taip atsitiko ne todėl, kad vėjo tunelis buvo neteisingas, o tiesiog dėl to, kad lenktynininkai negalėjo išlaikyti tiesios linijos, nes ratams trūko stabilumo.’
Dalis važiavimo greitai yra sugebėjimas išlaikyti kontrolę, taigi, jei ratas nėra stabilus esant šoniniam vėjui ar audringam orui, prarandamas pasitikėjimas važiuoti greitai, o našumas neišvengiamai nukenčia. „Man važiavimo stabilumas buvo svarbiausias dalykas, kurio trūksta ratų veikimui, ir aš žinojau, kad jei galėtume sukurti stabilesnį priekinį ratą, net jei jis pasirodė šiek tiek lėtesnis vėjo tunelyje, žinojau, kad realiame pasaulyje jis bus greitesnis. “, - sako Smart.„Štai kodėl aš pradėjau vystymo programą su „Enve“, kurios tvarkymas buvo prioritetas numeris vienas.“
Visa tai rodo, kad ratas ir padanga turi veikti kartu kaip visas komplektas, kad būtų pasiektas optimalus sprendimas ne tik dėl aerodinamikos, bet ir dėl stabilumo greičio, nuspėjamo valdymo ir mažesnio pasipriešinimo riedėjimui. Atsižvelgiant į tai, ar ateityje ratų gamintojai glaudžiau bendradarbiaus su padangų gamintojais?
Bontrager atveju jie jau yra vienas ir tas pats. Ray Hanstein, „Bontrager“ratų gaminių vadovas, sako: „Mūsų ratų ir padangų inžinieriai laikomi vienodais. Ratai ir padangos yra taip susipynę, kad jūs negalite išnaudoti vieno iš jų potencialo, intymiai nesupratę apie kitą. Šie vaikinai dirba tame pačiame kambaryje, važinėja kartu, pietauja kartu.“Panaši istorija yra įmonėse Mavic ir Zipp, kurios pačios gamina padangas ir ratus, todėl gali sukurti tiksliai suporuotus produktus. Liko atsakyti didelis klausimas: ar pasiekėme viršūnę? Smart sako: „Ratlankių projektavimas yra nemenkas iššūkis, bet įdomus. Per pastaruosius penkerius metus rėmų dizainas šiek tiek pasikeitė, o tokie dalykai kaip platesnių padangų leidimas suteikė mums laisvę tyrinėti dar platesnius ratlankius. Kaip ir daugumoje dalykų, grąža mažėja, bet nemanau, kad dar pasiekėme piko.’
Galų gale platesnės padangos ir atitinkamai platesni ratų profiliai yra pramonės kryptis ir tinkamas pasirinkimas motociklininkams, jei norite gauti maksimalią naudą tokiomis sąlygomis, kokias patiriame kasdien, ir nuspėjamą valdymą.. Mokslas tai palaiko, todėl gali būti laikas atsisakyti siauro požiūrio ir eiti plačiau.
