.jpg/1280px-Look_795_30th_Anniversary_Dura-Ace_9100-Mavic_Custom_Build_(30636542393).jpg)
Гоночный велосипед , также известный как шоссейный велосипед, — это велосипед, предназначенный для соревнований по шоссейному велоспорту , виду спорта, регулируемому и соответствующему правилам Международного союза велосипедистов (UCI).
Гоночные велосипеды разработаны для максимальной производительности, оставаясь при этом легальными в соответствии с правилами UCI. Они разработаны для минимизации аэродинамического сопротивления, сопротивления качению и веса, а также для баланса между стремлением к жесткости для эффективности педалирования и необходимостью некоторой гибкости для комфорта. Гоночные велосипеды жертвуют комфортом ради скорости по сравнению с негоночными велосипедами. Руль с откидной ручкой расположен ниже седла , чтобы поместить гонщика в более аэродинамическую позу. Переднее и заднее колеса расположены близко друг к другу, поэтому велосипед имеет быстрое управление, что предпочитают опытные гонщики. Передаточные числа переключателя передач расположены близко друг к другу, чтобы гонщик мог крутить педали с оптимальной частотой вращения педалей . Однако гоночные велосипеды должны сохранять способность безопасно маневрировать в плотно заполненном пелотоне и быть достаточно удобными для езды в гонках продолжительностью шесть часов или более.
Велосипеды и большинство колес, используемых в профессиональных соревнованиях, должны быть одобрены UCI [1] и доступны для коммерческой продажи. [2] Профессиональные команды по шоссейному велоспорту часто используют прототипы велосипедов и оборудования до того, как они станут коммерчески доступными.
Гоночные велосипеды, как правило, разрешены к использованию на дорогах общего пользования и широко используются для негоночных фитнес- и утилитарных целей.
Велосипеды для гонок на велодромах — это трековые велосипеды ; велосипеды для гонок по бездорожью — это горные велосипеды , циклокроссовые велосипеды , гравийные велосипеды или велосипеды для спидвея ; велосипеды, которые участвуют в гонках по правилам Международной ассоциации транспортных средств с человеческой тягой, включают обтекаемые лежачие велосипеды , которые на ровной поверхности являются самыми быстрыми велосипедами в мире. [3] [4] [5] [6] Лежачие велосипеды были исключены из определения велосипеда UCI 1 апреля 1934 года.
Велосипеды для гонок на время — это подвид шоссейных велосипедов, предназначенных для гонок на время . Правила UCI для этих велосипедов немного менее предписывающие, чем для «гонок с массовым стартом» (см. правила 1.3.020–1.3.023).
Велосипеды для триатлона регулируются правилами Международного союза триатлона (ITU), которые допускают использование более современных технологических разработок, чем правила UCI.
Благодаря меньшему сопротивлению воздуха и лучшему положению тела для толкания, шоссейные велосипеды более эффективны для использования на ровных дорогах. Циклокроссовые велосипеды , используемые для гонок на бездорожье, ближе к гоночным велосипедам, чем к горным велосипедам. Они имеют более широкие шины с протектором и менее эффективны, чем гоночные велосипеды, на более высоких скоростях на асфальтированных дорогах. Гравийные велосипеды произошли от циклокроссовых велосипедов и представляют собой велосипеды с откидным рулем, предназначенные для езды по обслуживаемым, но не асфальтированным дорогам, часто на очень большие расстояния.
Рама шоссейного велосипеда должна, согласно правилам UCI, быть сконструирована с использованием «главного треугольника» с тремя прямыми трубчатыми формами — верхней трубой , нижней трубой и подседельной трубой . Однако эти три трубы и другие части рамы не обязательно должны быть цилиндрическими, и многие гоночные велосипеды оснащены рамами, которые используют альтернативные формы. Традиционно верхняя труба гоночного велосипеда близка к параллельной земле, когда велосипед находится в нормальном вертикальном положении. Однако некоторые гоночные велосипеды имеют верхнюю трубу, которая наклонена вниз к задней части велосипеда; «компактная» геометрия рамы была популяризирована Giant . [ требуется ссылка ]
Производители рам вольны использовать любой материал по своему выбору. На протяжении большей части истории шоссейных гонок рамы велосипедов изготавливались из стальных труб, а алюминиевые и титановые сплавы также успешно использовались в гоночных велосипедах. Гоночные велосипеды из этих трех материалов по-прежнему имеются в продаже и все еще используются некоторыми любителями гонок на велосипедах или в классах винтажных гонок. Однако практически все профессиональные шоссейные гонщики теперь используют рамы, изготовленные из различных композитных материалов из углеродного волокна , [ нужна ссылка ] , а типичная современная рама из углеродного волокна весит менее 1 кг (2,2 фунта).
В частности, с момента появления рам из углеродного волокна форма труб, из которых состоит рама, все больше отклоняется от традиционного цилиндра, либо для изменения ходовых характеристик велосипеда, либо для снижения веса, либо просто для достижения стилистического отличия. Тем не менее, недавняя тенденция в дизайне рамы шоссейного велосипеда заключается в том, что трубы, как утверждается, снижают аэродинамическое сопротивление, перенимая многие конструктивные особенности от велосипедов для гонок на время , и большинство команд высшего уровня используют велосипеды с аэродинамической формой труб, по крайней мере, некоторое время.
В отличие от горных велосипедов , большинство шоссейных велосипедов не имеют специальной подвески . Большая часть амортизации обеспечивается шинами, подкладкой в одежде велосипедиста, сиденьем и обмоткой руля. Колеса, рамы и вилки обеспечивают ограниченную гибкость, а производители настраивают толщину и конструкцию труб рамы, чтобы обеспечить наилучший компромисс между жесткой рамой (желательной для эффективности педалирования, особенно при спринте) и комфортом езды. Кроме того, некоторые производители предлагают гоночные велосипеды, использующие дополнительные точки изгиба или поглощающие вибрацию материалы в ключевых точках рамы для дополнительного комфорта. [7]
Большинство шоссейных велосипедов используют велосипедные колеса 700C (диаметр посадочного места 622 мм) с соответствующими шинами шириной 23-28 мм. Более широкие шины стали более распространенными в 2010-х годах, поскольку более сложные измерения показали, что более широкие шины повышают комфорт для ездока, улучшают сцепление и снижают сопротивление качению без чрезмерного влияния на аэродинамику.
Колеса сильно влияют на производительность гоночного велосипеда. Обод колеса может быть сформирован для большей аэродинамической эффективности, создавая треугольное поперечное сечение, чтобы сформировать каплю с шиной .
Для аэродинамики и вращающегося веса, как правило, лучше уменьшить количество спиц в колесе. Для колесных пар высокого класса спицы могут быть сформированы так, чтобы иметь лопастное поперечное сечение, что еще больше снижает сопротивление воздуха.
Самым распространенным материалом для колес для профессиональных гонок теперь являются литые обода из углеродного волокна , которые являются популярным выбором для гонщиков профессионального уровня и любителей. Алюминиевые обода по-прежнему широко используются вне гонок и некоторыми менее обеспеченными гонщиками-любителями. Обода из углеродного волокна легче, чем алюминиевые обода той же формы, что позволяет гонщикам выбирать «более глубокие», более аэродинамичные обода без неприемлемого увеличения веса. Колесные пары гоночного класса очень дороги и часто хрупкие. Гонщики, которые участвуют в гонках, часто предпочитают иметь по крайней мере две пары колес: более тяжелые, более прочные и дешевые колесные пары для тренировок и более легкие, более аэродинамичные колеса для гонок. Гонщики с достаточными ресурсами могут иметь несколько гоночных колесных пар на выбор в зависимости от трассы и погодных условий; более глубокие обода теряют свое аэродинамическое преимущество и их трудно контролировать при сильном боковом ветре, а на горных трассах некоторые гонщики могут предпочесть самые легкие из возможных колесных пар.
Чтобы уменьшить как сопротивление воздуха, так и сопротивление качению на дороге, шины легкие, узкие и имеют тонкий, гладкий протектор. Шины для трековых гонок можно накачивать примерно до 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар). Шины для шоссейных гонок раньше накачивали почти до такого же давления, полагая, что это минимизирует сопротивление качению. Однако было обнаружено, что на реальных дорожных покрытиях гораздо более низкое давление в шинах или около 70 фунтов на квадратный дюйм (4,8 бар), в зависимости от веса гонщика и условий, обеспечивает как более комфортную езду, так и более низкое сопротивление качению. [8] До недавнего времени большинство гоночных велосипедов использовали трубчатые шины без бортов: они сшиты вокруг камеры и приклеены к ободу. Эти шины обеспечивают преимущество в весе (отсутствие относительно тяжелого проволочного борта), сцеплении и защите от защемления, но их самое большое преимущество заключается в возможности использовать очень легкий простой обод коробчатого сечения, а не клинчерный обод U-образной формы. U-образный клинчерный обод должен быть изготовлен из относительно более толстого материала, чтобы предотвратить распространение давления в шине по изначально слабой U-образной форме и не допустить соскальзывания шины с обода. Однако достижения в технологии шин показали, что гораздо более практичная (благодаря большей легкости замены) клинчерная (с бортами) шина закрывает этот разрыв. [9] Некоторые команды используют бескамерные шины , которые, как утверждается, обеспечивают сопротивление защемлению, как трубчатые шины, а также большую простоту установки и меньшее сопротивление качению, чем трубчатые шины. [10]
Момент инерции колеса является спорным вопросом. В этой статье: теория колеса, автор делает некоторые расчеты по эффектам колеса. Изменения момента инерции приводят к снижению ватт между .004 и .022%, в то время как меньшая масса обеспечивается между .2 и .46%, а лучшая аэродинамика обеспечивает снижение мощности между .6 и 1.8%. Основываясь на этом, можно утверждать, что эффекты момента инерции колеса не являются ни заметными, ни важными. В то же время продукт, выпущенный в 2008 году для динамического изменения вращательной инерции велосипедных колес, утверждает, что он «превзошел стандартное эквивалентное колесо на 5.6 секунд на милю» (или около 3.5 секунд на км). [11]
Компоненты шоссейного велосипеда в совокупности называются групсетом . Качество групсета определяет, насколько изысканным ощущается велосипед, сколько обслуживания он требует и влияет на производительность велосипеда. Три основных производителя групсетов для гоночных велосипедов — это Shimano , SRAM и Campagnolo . Некоторые компании производят только определенные компоненты групсета, такие как Full Speed Ahead (часто сокращенно FSA). У компаний разные стратегии проектирования, и некоторые велосипедисты имеют большую лояльность к одному или другому бренду.
В начале 1990-х годов Shimano представила систему двойного управления с системой Shimano Total Integration (STI). STI характеризуется комбинированными рычагами тормоза и переключения передач , или «brifters». Раньше, [ когда? ] переключатели устанавливались на выносе, концах руля или нижней трубе рамы. Двойное управление решило проблему необходимости менять положение руки для переключения передач. За STI последовал конкурирующий Campagnolo / Sachs Ergolever . SRAM использует технологию, известную как Double Tap, для своего интегрированного рычага переключения/тормоза.
В середине 1990-х годов Mavic , известная своими колесными парами, представила электронную систему переключения передач , которая была впервые применена на Тур де Франс американцем Грегом Лемондом , а затем британцем Крисом Бордманом , которому понравилось, что система позволяла ему переключаться с аэробаров и тормозных рычагов. Система не прижилась из-за технологических препятствий. В 2009 году Shimano выпустила на рынок электронный переключатель передач Dura-Ace Di2, а Campagnolo и SRAM последовали ее примеру в начале 2010-х годов. По состоянию на 2022 год подавляющее большинство профессиональных команд высшего уровня используют электронное переключение передач, как и многие гонщики-любители. Механические переключатели передач остаются популярными среди гонщиков-любителей и любителей по соображениям стоимости.
Производители групповых комплектов постепенно увеличили количество передач на гоночных велосипедах, что позволило расширить диапазон между высшей и низшей передачами, сохранив при этом относительно небольшие зазоры между каждой последующей передачей. По состоянию на 2022 год большинство гоночных велосипедов, используемых в профессиональных гонках, имеют 2 передние звезды и 11 или 12 передач на задней кассете.
Углеродное волокно также стало более популярным для компонентов. Shimano, Campagnolo и SRAM представили углеродное волокно для своих высококлассных переключателей и тормозных рычагов, шатунов и частей своих переключателей передач . Углеродные выносы, рули, подошвы обуви, вилки и подседельные штыри также стали более распространенными, включая интегрированные комбинации выноса/руля. Преимуществами углеродного волокна являются малый вес, а также повышенное гашение вибраций, что обеспечивает более комфортную езду.
По состоянию на 2022 год большинство профессиональных команд используют гидравлические дисковые тормоза для большинства или всех гонок. Несколько профессиональных команд высшего уровня по-прежнему используют велосипеды с суппортными тормозами на горных этапах, поскольку их модели с дисковыми тормозами значительно тяжелее минимально допустимого веса UCI в 6,8 кг. Дисковые тормоза обеспечивают лучшую эффективность торможения, особенно в сырую погоду. В течение многих лет гоночные велосипеды должны были использовать суппортные тормоза по правилам UCI, но производители начали выпускать шоссейные велосипеды с дисковыми тормозами для любительского использования в середине 2010-х годов, и их использование было опробовано в профессиональных гонках в 2016 и 2017 годах. Беспокойство гонщиков по поводу безопасности дисковых тормозов при столкновении привело к появлению версий со скошенными краями, чтобы снизить риск того, что вращающийся диск будет действовать как режущее лезвие. В 2018 году UCI завершил испытание и легализовал использование дисковых тормозов во всех гоночных мероприятиях.
Шоссейные велосипеды созданы для повседневного использования в рекреационных целях, часто их называют «спортивными» велосипедами или «фитнес-велосипедами с опущенным рулем». Они имеют много общего с гоночным велосипедом, но геометрия рамы смягчена, чтобы сделать велосипед более комфортным на больших расстояниях, хотя и менее эффективным для коротких всплесков скорости. Они обычно имеют более широкий диапазон передаточных чисел (с большими зазорами между каждым передаточным числом) и меньше высокотехнологичных гоночных функций. [12]
Для любительского шоссейного велоспорта шоссейные велосипеды с опущенным рулем были нормой в 1980-х годах, наряду с туристическим велосипедом (велосипед с опущенным рулем и немного более длинной колесной базой для обеспечения более плавной езды и меньшей чувствительности к нарушениям рулевого управления и равновесия). Эти конструкции, называемые «шоссейными велосипедами» или в просторечии «шоссейными» или «гоночными велосипедами», стали менее популярными в последние годы [ когда? ] . Геометрия горного велосипеда с его прямым рулем и вертикальной посадкой (напоминающая городской велосипед ) перешла в высокопроизводительные области, а большие объемы производства значительно снизили затраты.
В настоящее время правила UCI определяют [13] , что шоссейный велосипед должен иметь следующие характеристики:
Обратите внимание, что правила, касающиеся размеров велосипеда, допускают исключения, при условии, что гонщик может продемонстрировать морфологическую необходимость в исключении, основанную на размере конечностей или других факторах.
Эти правила эффективно и преднамеренно исключают использование лежачих велосипедов , и это происходит с 1934 года.
