Recumbent |
 
|
Подписчиков (2) |
Форум » Библиотека » Recumbent
Ссылка на это сообщение:
|
|
Добавлено: 01:20 / 27.01.07 Лежачие велосипеды - "За" и "Против" Lightning P-38 - высокоскоростной велосипед Что такое "лежачий" велосипед? Это велосипед с полноразмерным сиденьем, ноги в котором располагаются параллельно земле. Такое положение дает меньшее аэродинамическое сопротивление, за счет поднятых ног, но при этом сохраняет такой же угол между корпусом и ногами, как и на традиционном велосипеде. При этом обеспечивается комфортное положение, без нагрузки на руки, и естественный обзор. Традиционные велосипеды с рамами в форме брильянта сохраняют более чем традиционную "лошадиную" посадку, полученную по наследству еще от всадника на лошади (отсюда и "наездник", и "седло", и "кони стальные"  )
Если подсчитать, куда же идет энергия современного двухколесного "всадника", то окажется что уже на скорости 25км/ч 90% энергии идет на преодоление сопротивления воздуха и только 10% на преодоление трения качения подшипников и колес. Наяривая против ветра, в этом хорошо убеждаешься. Единственным способом разработать действительно эффективный велосипед, который мог бы катиться быстро при умеренных затратах энергии, будет уменьшение воздушного сопротивления. На практике верный способ добиться этого - это уменьшить мидель. Практически вертикальное положение обычного дорожного велосипеда - худшее с точки зрения аэродинамики, меняется на согбенное с сильно пригнутой спиной и прижатыми к корпусу локтями - более аэродинамичное, но некомфортное. Зажатая диафрагма не дает вздохнуть полной грудью, большАя часть веса приходится на руки, а обзор вперед требует требует ненатурально выгнутой шеи. Обычный велосипед (низкая позиция) Лежачий велосипед (в том же масштабе) (на 30% меньший мидель) Расположение корпуса НАД педалями хорошо подходит для отдачи мощности при движении в гору и ускорениях, и это тот самый случай, когда вертикальные велосипеды имеют преимущество перед "лежачими". В этом велосипедам помогает и их несколько меньший вес. Если вы проведете небольшое раследование (поискав в интернете, например), то вы найдете, что все мировые велосипедные рекорды, начиная от 200м в спринте, и заканчивая тремя тысячами миль в "Гонке Через Америку" (Race Across America), принадлежат "лежачим" велосипедам с полностью закрытыми обтекатекаемыми стеклопластиковыми или углепластиковыми оболочками (faired recumbents). Быстрейшим велосипедом на земле является Varna Diablo recumbent, установивший 6 октября 2001 года невероятные 130 километров в час (81 миль/ч) на горизонтальной дороге без помощи ветра! Рикамбент ("лежачий" велосипед) дает очень комфортную посадку без нагрузки на руки и нормальный обзор без шейных болей. Если вы попробуете прокатиться на рикамбенте и потом пересесть обратно на обычный велосипед, вы поймете, почему обладатели "лежачих" велосипедов настроены так оптимистично относительно своих "коней". Другое преимущество заключается в 20% преимуществе при торможении, вызванном возможностью сильнее "задавить" передний тормоз - "лежачий" велосипед не перекинет вас через руль, даже если переднее колесо заблокируется. Падение же набок, в случае чего, менее болезненно, так как происходит с меньшей высоты и вас дополнительно защищает рамка сиденья. Все это, конечно, не может не вызвать закономерный вопрос: так почему же рикамбенты до сих пор не заполонили улицы, раз они настолько хороши? Ответ несколько удивляет. В начале тридцатых годов 20-го века, незадолго до того, как трамваи и автомобили стали по-настоящему популярными, велосипеды и лошади были наиболее популярными средствами транспорта. Основным спортом были велосипедные гонки и Union Cycliste Internationale (U.C.I.) было мощным агенством, регулирующим каждый аспект велосипедных гонок. В конце 20-х годов французский изобретатель создал велосредство "velocar" и его двухколесный вариант, очень похожий на современные рикамбенты, который должен был хорошо проявить себя в гонках. И он проявил, причем настолько хорошо, что не только побил мировой рекорд скорости на велосипеде, но и выиграл ряд главных UCI гонок с гонщиком всего-то второго класса. Рикамбенту изобретателя отказали в участии в гонках, так как, по мнению комиссии UCI, несмотря на отсутствие обтекателей, запрещенных в гонках UCI, велосипед все-равно имел преимущество в аэродинамике. UCI посчитало, что проблема не в машине, а в гонщике (в велосипеде не было ничего противозаконного, кроме положения гонщика). То есть, машина для гонок подходила, а вот лежащий гонщик - нет. В результате "зареза" велопроизводители не посчитали нужным тратить деньги на разработку и производство "лежачих" велосипедов, так как все деньги и престиж были на стороне велосипедов с "брильянтовой" рамой, соответствующих требованиям UCI. И это правило существует и по сей день! На самом деле, UCI сейчас занимается слежением за смешными мелочами типа аэроодинамики рулей и колес. Тем горчее, что "лежачие" велосипеды были так быстры, что никогда и не производились. По этой причине, сравнительно небольшая группа "технарей" продолжает занимается разработкой высокоскоростных велосипедов с неограниченной конструкцией и организовывать для них международные соревнования. Эта группа известна как "International Human Powered Vehicle Association". Президент ассоциации, доктор Полл Маккриди (Paul McCready), также и президент Aerovironment, компании, разработавшей для General Motors высокоскоростную электрическую машину "EV-1". Членами этой группы являются и те, кто в настоящее время занимается производством "лежачих" велосипедов на продажу. Продажи "лежачих" велосипедов постоянно растут и утраиваются каждые два года. Прогресс тоже не стоит на месте и в настоящее время доступны просто фантастические модели: Lightning F-84, пришедшая на смену модели P-38, сделана из углепластика, и, обладая подвеской обоих колес и полноразмерным сиденьем, весит всего 19 фунтов (8,5 кг)! Мифы и реальности "лежачих": У этих велосипедов вызывает беспокойство трудный подъем в гору. Некоторая правда в этом есть, так как большинство первых моделей были длиннобазными и обычно весили как два стандартных велосипеда, и, следовательно, медленнее поднимались в гору, зато они были быстрей при движении по равнине и быстрей спукались с горы. Эта проблема исчезла вместе с пришедшими к ним на смену легкими короткобазными моделями (SWB). Многие "лежачие" до сих пор весят на несколько килограммов больше стандартных велосипедов и по-прежнему немного медленнее в гору. На обычном велосипеде при движении в гору вы встаете на педали. А на веломобиле и на "лежачем" велосипеде спинка сиденья дает хороший упор и можно выдать "на гора" даже большее усилие, чем дает вес ездока при вставании на педали. Это как толкать шкаф или пианино, уперевшись спиной в стену. В этом преимущество перед "обычным" велосипедом на длинных холмах, так как можно использовать дополнительно мышцы торса и рук. Потери времени при подъеме в гору будут с лихвой окуплены на спуске, когда, например, хороший рикамбент разгонится до 75 километров в час, а стандартный гоночный велосипед - только до 56. Гонщики, привыкшие выжимать все из техники, спрашивают насчет сопротивления маленького переднего колеса, но на самом деле на ровной дороге с шинами высокого давления разницы в сопротивлении качения между колесами 20 и 27 дюймов немного, а на очень больших скоростях (выше 50км/ч) лучше иметь спереди маленькое колесо, так как воздушное сопротивление колеса на таких скоростях много больше его сопротивления качения. В мире "лежачих" велосипедов множество новых моделей идут с подрессоренными колесами по 20 дюймов и спереди и сзади. С подвеской маленькое колесо даже немного выигрывает у большого, так как большое тяжелей, инерционней и у него бОльшее воздушное сопротивление. Еще один повод для беспокойства - заметность в траффике. Исследования, проведенные в Калифорнии, показали, что необычные формы рикамбентов привлекают к себе внимание водителей больше, чем обычные велосипеды! В пробках заметность действительно может быть плохой, но только не на велодорожках и не на трассе. Ездоки "лежачих" обычно пользуются красным флажком для привлечения внимания, а иногда и моргающим стробом. Реальные причины непопулярности "лежачих" велосипедов. Мелкосерийное производство, большая цена, ручная сборка. Маркетинговый бюджет мизерный. Они в основном производятся технарями и максимально технически выверенными, без подразделения на "мужские" и "женские" модели - что не есть хорошо с точки зрения маркетинга. Переговорив с сотнями людей о рикамбентах, я выяснил, что основной помехой к их принятию является незнание того, что рикамбенты быстрее (что и неудивительно, так как рикамбенты вовсе не выглядят быстрыми). Еще, у публики нет возможности попробовать велосипеды "в деле", прокатиться на них, почувствовать, как это невероятно удобно сидеть раслабившись в кресле на велосипеде. И они до сих пор не знают, как заказать такой велосипед. А неспециализированным магазинам невыгодно привозить немодную вещь. Вот так все и завязано. Вас может удивить, что в только США существует несколько дюжин производителей рикамбентов, и намного больше в Европе. Возрастающая популярность "сидячего" велостанка в фитнесс клубах, выполненного в виде кресла с педалями, на манер рикамбента, является хорошим индикатором на будущее. Несколько ведущих производителей велосипедов В США, как, например Bike Friday (Green Gear) и Trek строят "лежачие" велосипеды В заключение скажу, что рикамбенты более комфортабельны на длинных дистанциях и обеспечивают лучший обзор вперед в более натуральной позе. Типичный уличный рикамбент даже без обтекателя будет обычно также быстр или быстрее, чем хороший шоссейник на ровной дороге, быстрее при спуске с горы и медленнее при подъеме (из-за большего веса). На холмистых дорогах обычный велосипед будет немного быстрее "лежачего", принося в жертву комфорт и обзорность. Сколько они стоят и как их заказать? Рикамбенты могут быть заказаны от 350 долларов. Хорошие стоят 650 долларов (в США), как, например, Bike-E или Linear Mach III; или 2000 долларов за высокоскоростные как Vision или Rans. Топовые, как Gold Rush Replica или Lightning R-84 продаются за 3000-9500 долларов. Можно сэкономить, заказав раму (ок. 1000 долларов) и самостоятельно навесив свои компоненты. На большинстве "лежачих" велосипедов используются стандартные велозапчасти. И не забудьте, что тысячи людей пересели с "вертикальных" велосипедов на "лежачие", и только единицы - обратно... |
|
Ссылка на это сообщение:
|
|
Добавлено: 13:57 / 27.01.07 Сравнение воздушного сопротивления весьма различных велосипедов в аэродинамической трубе и на треке Эта замечательная и ценная статья вызвала массу споров в интернете в рассылке HPV mail list. Я был бы рад привести их здесь, но, к сожалению, никто из редакторов TOUR на мой запрос не отозвался. Я благодарен Дэвиду Гордону, разработчику и конструктору "Байка-И" (David Gordon Ullman, "Bike-E"), который прислал мне копию оригинала статьи и примерный перевод Ральфа Стирера. Оливер Зечлин (Oliver Zechlin) также напечатал две принципиальные таблицы результатов в рассылке HPV mail list, которые я здесь сейчас и использую. Журнал TOUR арендовал огромный ангар в качественном техцентре около Кельна. По описанию, его размеры позволяли продувать громадные грузовики. Вентилятор, нагнетающий воздух, потреблял два мегаватта энергии на максимальной скорости. Тем не менее, велосипеды тестировались на намного меньших скоростях: 30, 45 и 60 километров в час. Рисунок 1. Гоночный шоссейный велосипед Cadex TOUR проводил свои тесты с большой осторожностью и глубиной. Красивые фотографии сопутствовали статье, показывая гонщиков в нижней позиции на гоночных велосипедах; на открытых "лежачих" велосипедах - рикамбентах; и на велосипедах в полностью обтекаемом корпусе, в которых, кстати, могло и не быть гонщиков - на скорость это не влияет. На множестве фотографий были дымные следы, проходящие у гонщика над головой или над верхушкой обтекателя, показывающие разделение потоков. Колеса были закреплены на платформах, измеряющих сдвигающую силу. Информация, полученная в тестах, хороша ровно настолько, насколько мы ожидаем от тестов такого типа. Получено несколько ценных результатов. Измерения, полученные в аэродинамической трубе, обладают, как правило, двумя значительными недостатками. Первый - плоскость земли не движется. С одной стороны - воздух движется навстречу гонщику с той же скоростью, с которой тот бы ехал в реальных условиях. В реале, при движении, поверхность земли неподвижна относительно воздуха, и колеса к тому же вращаются. Аэродинамическая труба производит воздушный поток, отличающийся от потока воздуха при реальной езде. Все же, мы надеемся, что полученные результы правильны. Все машины тестировались в одной и той же трубе, с одним и тем же гонщиком, так что результаты должны в целом соответствовать. Другим недостатком тестов в аэродинамической трубе является то, что гонщику нужно оставаться неподвижным, чтобы инструменты измерений давали последовательные и повторяющиеся результаты. Законное требование в таких тестах. На практике, гонщики со своими машинами непрерывно сдвигаются, иногда толчками, в ответ всадника на дорожные неровности, и из-за этого воздушный поток может значительно меняться. Еще важнее, в большей степени это касается машин без обтекателей, нередсказуемое влияние на обтекаемость вращающихся ног. Они должны сильно "взбалтывать" воздух. Мне всегда казалось странным, что мы уделяем столько внимания обтекаемости тормозов, которые и так находятся в аэротени, но на громадные, по сравнению с ним, мускулистые ноги, вращающиеся в полном потоке, обращаем мало внимания. А они сильно турбулизируют воздух. Подобные тесты надо проводить, вращая педали (с отсоединенной цепью), и, для сравнения, с различным стационарным положением ног, чтобы выявить влияние турбулентности и прочие баги. такие тесты дополнят результаты, полученные TOUR. МАШИНЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ Было протестировано десять велосипедов, из них пять рикамбентов. Каждый из них них был топовым в своем классе. Остальные пять - горный велосипед ("Heavy Tools Equipe R2"); гоночный шоссейник ("Cadex"); тритлоновый с алюминиевой рамой (на дворе - 1994 год) - ("Principia SC 650"); гоночный триальный ("Davinci") и велосипед Мозера, на котором гонщик Граем Обри выиграл часовую гонку. Все велосипеды, за исключением велосипеда Мозера были оборудованы колесами фирмы Spendle: дисковое колесо сзади и стрехспицевое спереди. На Мозере стояли дисковое колесо Ambrosio сзади и колесо с радиальным набором спереди. Все машины тестировались и на треке, и в аэродинамической трубе одним гонщиком, Алексом Фехлау, гонщиком немецкой команды VECTOR (и братом Гуннара Фехлау, автором "лежачего велосипеда" Das liegerad). Рисунок 2. Велосипед Мозера Честь "лежачих" велосипедов защищали: - Peer Gynt LWB с рулем типа "Avatar"; - Radius 16V SWB с высокой кареткой; - очень низкий SWB "Aeroproject", в котором цепь проходит очень близко к переднему колесу, ограничивая радиус поворота; - "Flux", практически такой же, но с обтекателем за задним сиденьем; - и полнообтекаемый рекордный "M5 Carbon Low Racer" конструктора Брама Моэна (Bram Moen). Воздушное сопротивление, которым оперировали в данном тесте, пропорционально миделю, помноженному на коэффициент сопротивления. Мидель - меличина постоянная и не изменяется вместе со скоростью, в то время как коэффицент сопротивления может меняеться, из-за изменения свойств воздушного потока (числа Рейнольдса). Данные, приведенные в таблице 1 были измерены на скоростях 45 и 60 километров в час. Значения, измеренные на 60 километрах в час, на несколько процентов меньше аналогичных на 45. Исключение составляет только M5, значения которого увеличились на 7 процентов. Некоторые результаты удивляют. Таблица 1. Коэффициенты сопротивления Приведенный коэффицент воздушного сопротивления (CdA) у углепластикового полнообтекаемого рикамбента Moens' M5 Carbon Low Racer составляет 0,044 - наименьший в тесте. Наибольшие - у горного велосипеда (0,391) и у длиннобазного рикамбента LWB Peer Gynt (0,415). Передний обтекатель Zzipper, установленный на Peer Gynt даже увеличил сопротивление - 0,436. В последовавших испытаниях выясниловь, что небольшое изменение угла наклона обтекателя дает значительный выигрыш в сопротивлении - меньше, чем у "голого" велосипеда (< 0,415). Рисунок 3. Велосипед Peer Gynt с частичным обтекателем Следующим по сопротивлению за М5 идет Flux SWB c хвостовым обтекателем (0,194), затем - велосипед Мозера (0.214). The Aeroproject, как и Флюкс без хвостового обтекателя, по обтеканию практически равен велосипеду для триатлона Principia (0.235-6) в самом низком положении руля. Но, гонщик нашел, что не может долго идти в таком положении и перешел на более-менее нормальную высоту (0,264). Между двумя последними результатами поместился Davinci time-trial bike (0.246) и гоночный шоссейник Cadex. SWB Radius 16V, как и Peer Gynt LWB, по сопротивлению был выше, чем "обычные" велосипеды - 0.282, обогнав только "горняк", у которого - 0.391. Таким образом, найдена удивительная вещь: сопротивление воздуха рикамбентов без обтекателя выше, чем у "обычных" велосипедов без обтекателя. Эти результаты были подтверждены сравнительными испытаниями на велодроме (таблица 2). Уже другой гонщик, Ulrich Schoberer, испытывал велосипеды, измеряя затрачиваемую мощность при помощи измеряющих крутящий момент шатунов. Данные снимались на скоростях 30, 45 и 60 километров в час. Таблица 2. Затрачиваемая мощность Некоторые из сопротивлений, как, например, сопротивление качения подшипников и покрышек, с ростом скорости увеличиваются незначительно, так что потери мощности на преодоление сопротивления качения возрастает практически пропорционально скорости. Трение ламинарных потоков воздуха (идущих параллельно поверхности) возрастает примерно пропорционально скорости, а трение турбулентных - пропорционально уже квадрату. Затраты мощности на преодоление этих сопротивлений будет пропорционально квадрату и кубу скорости соответственно. М5 требует только 50 ватт для движения со скоростью 30 километров в час (Axel Fehlau с трудом удерживал такую маленькую скорость, из-за очень низких затрат мащности), и 200 ватт на скорости 60 километров в час, что указывает на сопротивление преимущественно ламинарного потока. Он, вообще предпочтителен, так как на преодоление его трения требуется мало мощности. Рисунок 4. Набросок велосипеда M5 Carbon Low Racer Большинство остальных машин при удвоении скорости требовали более чем четырехкратного увеличения мощности, причина чего может крыться в преимущественном наличии турбулентности в обтекании этих машин. Flux и Aeroproject требуют примерно в шесть раз больше мощности, остальные, впрочем, примерно так же. Иногда гонщика просили выдать более киловатта межанической мощности, и, как и ожидалось, в этих обстоятельствах гонщику приходилось изображать "танцовщицу", в попытке выдать эту мощность. Таким образом мы можем предположить, что шатающемуся велосипеду для движения нужно на пятидесят процентов больше мощности, чем требуется устойчивому велосипеду. (Вот почему я люблю бить рекорды скорости, двигаясь по рельсам). ВЫВОДЫ Эти результаты представляют интерес и для производителей "лежачих" велосипедов, и для их обладателей, и, возможно шокируют многих из них: 1. "Голые" велосипеды, как длиннобазные, так и среднебазные, обладают большим воздушным сопротивлением, чем лучшие велосипеды с "брильянтовой" рамой. 2. Хвостовой обтекатель (вместе с багажным отделением) уменьшает воздушное сопротивление примерно на 20 процентов, и опровергает вышеизложенное утверждение. 3. Передний обтекатель может уменьшить сопротивление воздуха еще на 10 процентов. Вместе с тем, больший угол наклона может дать сопротивление больше, чем на "голом" велосипеде. 4. Мы надеемся, что TOUR или еще какая группа сможет заполнить промежутки в очень ценных тестах, измерив сопротивление с частичными, передними и задними, обтекателями других популярных "лежачих" велосипедов, таких как Lighting Cycle Dinamics и Rotator Delaire, например. |
|
Ссылка на это сообщение:
|
|
Добавлено: 14:18 / 27.01.07 Сравнение затрат мощности "лежачих" велосипедов и гоночного "шоссейника" Optima Dolphin Flevobike Fifty-Fifty M5 20-20 Optima Baron Low Racer M5 Low Racer Эта статья является интерпретацией статьи Bert Hoge, Jeroen Schasfoort, напечатанной в HPV nieuws no.4, 1999 - журнале голландской группы энтузиастов веломобильного транспорта (NVHPV). В качестве измерителя мощности использовались шатуны SRM instrumented crank, измерявшие крутящий момент "традиционного" гоночного велосипеда и пяти лигерадов (рикамбентов). Все пять лигерадов были с очень сильным наклоном сиденья, до 15 градусов от горизонтали (см. фото). На всех каретка была значительно поднята над нижней точкой сиденья: я полагаю, что это важно, так как вращающиеся ноги создают значительное воздушное сопротивление, и размещение их в "передней аэродинамической тени" миделя должно уменьшить сопротивление. Как пишет автор, меньший мидель дает меньшее воздушное спротивление и более высокую скорость. Меньшего миделя можно добиться, подняв каретку над уровнем сиденья на 270мм и опустив сиденье до высоты 250мм от земли (скрадывая часть рамы). Измерения сняты с быстрейшего по тестам лигерада M5 Low Racer. Все шесть велосипедов тестировались одним райдером, неким Dries Baron, весящим 90 кг, ростом 1,86м (почти миниатюрный по стандартам викингов) и одетым в гоночную одежу. Тестирование проводилось на 200-метровом велодроме - для каждого теста делалось по 10 кругов, т.е. по 2 километра. На каждом велосипеде стояли Continental Grand-Prix или IRC tires, накачанные до 8 бар (116 PSI). Тестирование проводилось на скоростях 30 и 40 километров в час, и каденсе около 88. Температура 15 градусов по Цельсию. Погрешность измерений укладывалась в ±2%. Гоночный шоссейный велосипед тестировался в "верхней" позиции. Для всех лигерадов требуется меньше энергии, чем для обычного гоночного велосипеда в этом положении. Уменьшение связано с высотой сиденья лигерада - чем ближе к земле, тем меньше сопротивление (см. фото). Меньше всего энергии требуется лигераду M5 (конструктора Брама Моэна), которому на скорости 40 километров в час требуется 228 ватт, тогда как гоночному велосипеду - 389. В то же время M5 в полном обтекателе нужно меньше 130 ватт на той же скорости (Таблица 1). Полученные результаты сравнимы с данными, полученными при продувке неподвижных байков в аэротрубе и при гонках на велодроме, опубликованными в журнале Human Power, 12:4, spring 1997. В тестировании не принимал участие длиннобазный лигерад LWB “Peer Gynt” с низко расположенной кареткой и довольно вертикальным сиденьем, так как этот велосипед показал большее сопротивление, чем гоночный велосипед в низкой позиции (как написано, так и перевожу - прим. пер.). Так как на стандартном велосипеде несколько посадок, то принципиальный интерес измерений состоит в выявлении разницы затрат мощности среди лигерадов, и точности измерений мошности, затрачиваемой одним и тем же гонщиком на одних и тех же шинах на разных велосипедах. Это очень ценная информация. Таблица 1 Гоночный велосипед Мощн. при 30 км/ч -181вт , при 40 км/ч - 389 вт Optima Dolphin 152 309 - прирост скорости на 6% Flevobike fifty-fifty 181 389 - прирост скорости на 10% M5 20-20 131 265 - прирост скорости на 17% Baron Low Racer 128 251 - прирост скорости на 20% Moens (M5) Low Racer 114 228 - прирост скорости на 24% Photos and chart courtesy HPV nieuws; prepared for Human Power by JW Stephens Материал взят с http://velomobi.newhost.ru |
|
|
Подписчиков (2) |
|
|
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах |
« Ли Паркc. "Полный контроль" | Кубинцы предпочитают «рикимбили» »
|
© ДЫРЧИК.РУ 2018 info@dyr4ik.ru |
|
Мобильная платформа для втуберов |