Gʻildirak jantlari semirib boryapti, bu ularni tezroq qilish uchun intuitiv koʻrinadi, nima boʻlyapti?
Mantiq shuni ko'rsatadiki, agar siz biror narsani tezda havoda kesib o'tishni istasangiz, uni Concorde kabi ingichka va o'tkir qilasiz. Boshqa yo'lovchi samolyotlari lampochka bo'lganda, u dartga o'xshardi va natijada u Atlantika okeanini uch soat ichida kesib o'tishi mumkin edi. Xuddi shunday fikrlash chuqur qismli aero g'ildiraklarining dastlabki avlodlarida ham mavjud edi: yupqa, chuqur V-qismlar o'tkir qirraga toraygan, bu esa maksimal samaradorlik bilan havoni kesib o'tish taassurotini qoldirdi. Bu intuitiv ma'noga ega edi, lekin vaqt o'zgardi.
G'ildirak dizaynining eng yaxshi tomoni endi kamroq kesuvchi va to'mtoq. Kenarlar yumshatilgan va jantlar shunchalik kengaytirilganki, yog'li, yumaloq jant profillari har tomonlama ishlash uchun eng yaxshi shamolga qarshi shakl ekanligi aytiladi. Xo'sh, nima bo'ldi?
Hed shamollari
Kengroq jant shaklining asl tarafdori 1980-yillarda uning asoschisi, marhum Stiv Xed bilan birga Hed Wheels edi. 2000-yillarning o'rtalarida Hed o'zining keng profilli alyuminiy qotishma Ardennes g'ildirak to'plamini ishga tushirganida, uni hamma joyda mavjud bo'lgan 23 mm emas, balki 25 mm shinalar bilan bog'lashni tavsiya qilganda, ko'pchilik buni tezroq sozlash mumkinligiga ishonchsizlik bildirdi. O'sha paytda texnik tafsilotlar eskirgan edi. Go'yo Xed burilishlarni ko'proq boshqarish uchun shinalar barqarorligini va qo'pol erlarda chimchilab ketish ehtimolini kamaytirishni qidirayotganga o'xshardi, ammo 80-yillardagi dastlabki tadqiqotlar kengroq jantlarning aerodinamik jihatdan tezroq bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi. Keyin, 2009-yilda Hed patenti paydo bo‘lgach, innovatsiyalar to‘lqini uchun eshik ochildi.
Maykl Xoll, g'ildirak ishlab chiqaruvchisi Zipp kompaniyasining ilg'or rivojlanish bo'yicha direktori shunday deydi: Ko'p yillar davomida sanoat umumiy tortishish samaradorligini (shamol tunnelini sinovdan o'tkazishda eng tez natijalarni) ta'qib qildi, bu komponentlarning sub-konstruktsiyalarda qanchalik yaxshi ishlashini hisobga olmadi. optimal, haqiqiy kunlar. Haqiqiy dunyoda chavandozlar atrof-muhit ularga tashlagan hamma narsaga duch kelishlari kerak. 2010-yilda ishlab chiqarilgan Firecrest g‘ildiraklarimiz uchun biz diqqatimizni o‘zgartirdik va natijada olingan mahsulotlar avvalgi avlodlarimiznikiga qaraganda har qanday shamol yo‘nalishida barqarorroq va oldindan aytib bo‘ladigan bo‘lishga intildi.’
Kevin Kuan, Knight Composites muhandislik direktori batafsilroq to'xtalib o'tadi: "Bizning loyihalash usulimiz g'ildirakning orqa yarmini bildiradi, ya'ni orqa chetidan". Bu shina va yetakchi bo'lganligi sababli, bu g'alati tuyulishi mumkin. Jantning cheti shamolga birinchi bo'lib uriladi, ammo Kuan shunday deydi: "Bizning tadqiqotlarimiz shuni ko'rsatadiki, shamol shinaga egilish burchagida [to'g'ridan-to'g'ri burchakdan boshqa har qanday burchakka] tegsa, u ajralib chiqadi [jant ustidagi silliq oqimini yo'qotadi], shuning uchun jantning old qismidagi aerodinamik shakl unchalik ko‘p ishlamaydi – u deyarli har doim to‘xtab qoladi.’ Boshqacha qilib aytganda, old tomondan aerodinamik shaklga ustunlik berishning ma’nosi yo‘q.
Aero imtiyozlari
Kengiroq jant qarshilikni oshirishdan ko'ra aerodinamikani qanday yaxshilashi mumkinligini tushunish uchun biz minayotgan havo bir xil tarzda harakat qilmasligini hisobga olishimiz kerak. Hatto tinch kunlarda ham havo aylanayotgan, murakkab tartibsizlikdir. Aerodinamik fan shuni tushundiki, suyuqlikning optimal dinamikasi - havoning u bilan aloqa qiladigan shakllar va sirt teksturalari bilan o'zaro ta'siri - ishqalanishni kamaytiradi.
Havo oqimi haqida gap ketganda, uchta keng toifa mavjud. Birinchi toifa - "laminar" havo oqimi. Bu past ishqalanish yo'qotishlari uchun eng maqbul holat bo'lib, u tekis, tekis yoki egri chiziqlarda harakatlanadigan havoni anglatadi. Harakatlanuvchi ob'ektga duch kelganida, laminar havo oqimi ajralib chiqadi, ob'ekt atrofida sirpanadi, so'ngra boshqa tomondan minimal shovqin bilan o'z oqimini davom ettiradi.
Ikkinchi holat "turbulent". Nomidan ko'rinib turibdiki, u silliq oqimdan uzoq bo'lgan loyqa havoni anglatadi, ammo uning ichida "laminar" va "to'xtab qolgan" havo elementlari bo'lishi mumkin. Turbulentlikning sabablari juda ko'p bo'lishi mumkin: ehtimol bu shamolli kun yoki siz boshqa chavandozni yaqindan kuzatib borasiz yoki mashinalar va yuk mashinalari o'tib ketmoqda. Bu suboptimal sharoitlar baʼzan “iflos” havo deb ataladi va bu biz eng koʻp uchadigan holat.
Uchinchi shart “toʻxtab qolgan”. Bu havo endi oqmaydi, balki bir vaqtning o'zida turli yo'nalishlarda burishadi. Bu holat eng katta ishqalanishga olib keladi va shu sababli chavandozning sekinlashishiga eng katta ta'sir qiladi.
Bularning barchasi shuni anglatadiki, laminar oqimda yaxshi ishlaydigan g'ildirak va shinalar kombinatsiyasiga ega bo'lish ajoyib bo'lsa-da, shamol tunnelida to'qnash kelganingizda, real stsenariylarda nima ko'proq foyda keltiradi turbulent havoda yaxshi ishlaydigan g'ildirak va shinalardir. Eng muvaffaqiyatli zamonaviy dizaynlar aslida turbulent havoni olishga va uning tortishishini kamaytirishga - iflos havoni tozalashga qaratilgan. Bu yupqa, o'tkir g'ildirak jantlarining kengroq, yumaloq jantlar bilan almashtirilishining sabablaridan biri - yangi dizaynlar chavandozlar ko'plab haqiqiy sayohatlarda duch keladigan iflos havoni tezroq kesib o'tadi. Ammo jantlarning kengayib borayotganining yana bir asosiy sababi bor, bu aylanishga qarshilik.
Kontakt sporti
Kengroq jantlarga o'tish qisman kengroq shinalar tomon bir vaqtning o'zida harakatlanish natijasidir. Ilgari 23 mm shinalar odatiy hol bo‘lsa, ko‘proq haydovchilar va ishlab chiqaruvchilar 25 mm va ba’zan undan ham kengroq shinalarni tanlaydilar.
“Continental tadqiqoti shuni koʻrsatdiki, 25c shinalar 23C shinaga qaraganda 10-15% kamroq burilish qarshiligiga ega”, deydi Kuan. ‘Continental shuni ko‘rsatdiki, agar sizda kattaroq shinangiz bo‘lsa, kontakt yamog‘i cho‘zilib ketish o‘rniga qisqaroq, lekin kengroq bo‘ladi, shuning uchun yo‘lning haqiqiy yuzasi bir xil bosimlarda bir xil bo‘lib qoladi.’
Bu shinalar ishlab chiqaruvchisi Schwalbe tomonidan tasdiqlangan. Mahsulot menejeri Markus Xachmeyer shunday deydi: Agar siz turli xil kenglikdagi, lekin bir xil xususiyatlarga ega shinalarni solishtirsangiz - bir xil birikma, profil va inflyatsiya bosimi - aylanish qarshiligi jihatidan tezroq bo'ladi. Agar siz velosipedingiz va chavandozingiz shisha varag'ida to'xtab turganini tasavvur qilsangiz va shinaning oynaga to'g'ri keladigan joyiga pastdan qarasangiz, ikkita aniq farqli shaklni ko'rasiz. Tor shinada shakli uzun va ingichka, oval bo'ladi. Kengroq shinalarda bu kontakt yamog‘i qisqaroq va qalinroq, aylana shaklida bo‘ladi va shu tariqa yon devorni tashkil etuvchi va aylanma qarshilikni yaratishga yordam beradigan iplar har qanday vaqtda kamroq ishlatiladi va ishqalanish kamroq bo‘ladi.
Hammasi yaxshi, lekin nega tor jantlarga kengroq shinalarni sig'dirmaslik kerak? Jant tor bo'lsa, shinalar profilda ko'rib chiqilganda "lampa" shaklini hosil qiladi - jantga ilgak bo'lgan joyda chimchilab turadi va jantdan uzoqroqda lampochka shaklida bo'ladi. Kengroq ichki halqa bilan shinalar ko‘proq teskari “U” shaklini hosil qiladi, bu esa yo‘lda dumaloqroq kontakt yamog‘ini yaratishga yordam beradi va buning natijasida aylanma qarshilik kamayadi.
Yo'l g'ildiragi jantlarining ichki kengligi - shinalar boncuklarini o'rnatadigan ikkita ilgak gardish orasidagi masofa - yaqin vaqtgacha 14 mm atrofida bo'lgan. Kengroq jantlarning birinchi hosilida bu bo'shliq 16 mm ga oshdi va endi ishlab chiqaruvchilar ularni yana kengroq qilishmoqda. Bontragerning joriy yil boshida ishga tushirilgan so'nggi Aeolus TLR D3 diapazoni bu kenglikni avvalgi D3 dan 17 ga kengaytirdi.5 mm dan 19,5 mm gacha, bu foizlarda sezilarli o'sish. Garchi Mavic g'ildirak ishlab chiqaruvchisi Mishel Lethenetdan ogohlantirish so'zi keladi. Tizimni yaxshilash uchun ikkala element [shina va jant] ideal tarzda mos kelishi kerak. Agar yo'q bo'lsa, ko'tarilgan inertsiya, aylanish og'irligi va aerodrag bilan shunchaki kengroq shinani ishlatish mantiqiy emas. Bundan tashqari, agar siz teskari stsenariyni ko'rib chiqsangiz, xavfsizlik jihati haqida o'ylash kerak - haddan tashqari keng jantda ishlatiladigan tor shina. Bu shinaning to‘g‘ri o‘tirmasligi va portlashi xavfi yuqori bo‘lishi mumkin.’
Shinalar kabi hayotiy muhim narsada xavfsizlik juda muhim va Quan qo'shimcha qiladi: "Hozirda 17-18 mm [ichki jantning kengligi] yaxshi ko'rinadi, ammo kengroq, aytaylik 20 mm gacha va biz bunga kirishamiz. aniqlanmagan hudud. Ayni paytda biz hech qanday nojo‘ya ta’sirlarni ko‘rmadik, lekin bu hali asosiy oqimda ko‘rilmagan.’
Handlening Masihi
Gʻildiraklar, ehtimol, muhandislar hal qilishi kerak boʻlgan eng murakkab muammo ekanligini isbotlash uchun, dizayn qisqartmasida yana bir muhim jihat bor: ishlov berish.
“Bu juda muhim omil”, - deydi Smart Aero Technology texnik direktori va Enve Composites aero g'ildiraklar tizimining (Enve SES) dizayneri Saymon Smart. Agar biz yetti yil orqaga qaytsak, sportchilar shamol tunneliga kelishadi va biz ular uchun eng tez g'ildiraklarni aniqlaymiz. Ammo biz ko'pincha haqiqiy dunyoda g'ildiraklar sekinroq ekanligini aniqladik. Bu shamol tunnelining noto'g'ri bo'lgani uchun emas, shunchaki chavandozlar poyga paytida to'g'ri chiziqni ushlab tura olmagani uchun, chunki g'ildiraklar barqaror emas.'
Tez harakatlanishning bir qismi bu boshqaruvni ushlab turishdir, shuning uchun agar g'ildirak o'zaro shamol yoki turbulent havoda barqarorlikka ega bo'lmasa, natijada tez harakatlanishga ishonch yo'qoladi va ishlash muqarrar ravishda yomonlashadi. Men uchun haydashning barqarorligi g'ildirakning ishlashida etishmayotgan katta narsa edi va agar biz yanada barqaror old g'ildirakni ishlab chiqa olsak, shamol tunnelida u biroz sekinroq bo'lsa ham, haqiqiy dunyoda tezroq bo'lishini bilardim., - deydi Smart.“Shuning uchun men Enve bilan ishlash dasturini birinchi oʻringa qoʻygan holda ishlab chiqishga kirishdim.”
Bularning barchasi g'ildirak va shinalar nafaqat aerodinamika, balki tezlik barqarorligi, oldindan aytib bo'ladigan ishlov berish va pastroq aylanish qarshiligida ham optimal yechim uchun to'liq to'plam sifatida birgalikda ishlashi kerakligini ko'rsatadi. Shu nuqtai nazardan, g‘ildirak ishlab chiqaruvchilari kelajakda shinalar ishlab chiqaruvchilar bilan yaqinroq hamkorlik qilishini ko‘ramizmi?
Bontragerga kelsak, ular allaqachon bitta va bir xil. Bontragerning g'ildirak mahsuloti menejeri Rey Xanshteyn shunday deydi: "Bizning g'ildirak va shinalar bo'yicha muhandislarimiz bir xil hisoblanadi. G'ildiraklar va shinalar shunchalik bir-biriga bog'langanki, siz ikkinchisini chuqur tushunmasdan turib, ularning imkoniyatlarini rivojlantira olmaysiz. Bu bolalar bir xonada ishlaydi, birga minadi, birga tushlik qiladi.” Bu Mavic va Zipp-da xuddi shunday voqea bo'lib, ular o'zlari shinalar va g'ildiraklar ishlab chiqaradilar, shuning uchun aniq birlashtirilgan mahsulotlarni yaratishlari mumkin. Javob berish kerak bo'lgan katta savol: biz cho'qqiga chiqdikmi? Smart deydi: "Jantlarni loyihalash juda qiyin, ammo hayajonli. So'nggi besh yil ichida ramka dizayni biroz o'zgardi va bu kengroq shinalarga ruxsat berish kabi narsalar bizga yanada kengroq jantlarni o'rganish erkinligini berdi. Aksariyat narsalarda bo'lgani kabi, daromad ham kamayishi mumkin, ammo menimcha, biz hali cho'qqiga chiqmadik.'
Oxir oqibat, kengroq shinalar va shunga mos ravishda keng g'ildirak profillari - bu sohaning yo'li va agar siz har kuni biz hammamiz boshdan kechiradigan sharoitlarda, yuklashda oldindan aytib bo'ladigan ishlov berish bilan maksimal daromad olishni istasangiz, chavandozlar uchun to'g'ri tanlovdir.. Ilm-fan buni qo‘llab-quvvatlaydi, shuning uchun tor nuqtai nazardan voz kechish va kengroq ko‘rinish vaqti keldi.
