Мы рассмотрим влияние ширины обода на эксплуатационные характеристики бескамерной покрышки. Если вы используете бескамерные покрышки, или интересуетесь ими, то предлагаю вам задумать над тем, что во всех спортивных дисциплинах маунтинбайка будущее за значительно более широкой конструкцией ободьев.
Мы установили пару огромных шин Schwalbe Muddy Mary на обода с внутренним диаметром 21мм DT Swiss EX 5.1D и накачали их до 35фунтов/кв.дюйм – давления, при котором шина шириной 2.4 дюйма была бы твердой почти как камень. Большие покрышки на узких ободах – это плохо. Те же покрышки становились твердыми на колесах для олмаунтин с внутренним диаметром 25мм. Большие покрышки на широких ободах – это хорошо.
Спуск воздуха
Спуск воздуха происходит, когда боковые силы, действующие на колесо, деформируют шину и на мгновение смещают борт покрышки. Шина теряет около половины своего давления, а затем борт волшебным образом становится на место, оставляя незадачливого райдера с шиной, которая и не накачана, и не спущена, и абсолютно непригодна для езды.
Являясь одним из первых сторонников бескамерных шин, я имел возможность ознакомиться с огромным количеством жалоб по этому вопросу, которые читатели выкладывали на Pinkbike. Могу с уверенностью сказать, что из них два процента касались технических вопросов, а подавляющее большинство были написаны из лучших побуждений после попыток установить шину, разработанную кем-то, кому абсолютно наплевать на бескамерные покрышки, на колесо, произведенное таким же «специалистом». Тем не менее, на спуск воздуха жалуются и самые уважаемые райдеры и механики.
Эта статья не о том, как бороться с невозможным. Она о правильном сочетании обода и покрышки для бескамерного колеса. Кроме того, в ней предлагается отказаться от стандартного узкого обода, который используется в кросс-кантри с 1980х. Применение узкого обода, вероятнее всего, было ошибкой, особенно для тех, кто ездит на бескамерных колесах.
Смотрите короткий видеоролик компании Mavic, в котором показана бескамерная шина стандарта UST и ее взаимодействие с ободом.
Прежде всего, несколько слов о стандарте UST
Универсальная бескамерная система (UST) – это запатентованный стандарт взаимодействия между шиной и ободом, а также ряд стандартов, определяющих утилитарные функции. Шина UST имеет квадратный борт, который соединен с соответствующей канавкой в бортовой закраине, а в ее внутренней части находится слой уплотнительной резины, который делает возможной установку и работу без смазки. Помимо прочего, данный стандарт требует, чтобы шина была установлена и накачана вручную или с минимальным применением инструментов. Функционирование системы UST показано в видеоролике компании Mavic, представленном выше. Ключевым моментом является то, что система UST отличается непревзойденной надежностью и простотой применения. Это лучшая бескамерная система в велоиндустрии, и она значительно превосходит своих конкурентов. Если вы ездите на кросс-кантри или трейл-байке и при этом используете колеса стандарта UST и покрышки UST шириной до 2.3 дюймов, вероятно, вам не придется столкнуться с большинством проблем, о которых говорится в этой статье. В настоящее время ни одна система не может сравниться с UST по простоте использования, но и лучшее всегда можно сделать еще лучше.
Обод Crossmax SX производства Mavic имеет внутренний диаметр 21мм и сертифицированную конструкцию бескамерного колеса стандарта UST. WTB Weirwolf – это шина конструкции 'Tubeless Ready', которая требует использования герметика. Когда мы установили ее на более широкий обод, профиль 2.3-дюймовой покрышки изменился, а ее характеристики при прохождении поворотов улучшились.
Почему обод должн быть шире
Есть ряд весомых причин использовать более широкие обода. Вот составленный мной краткий перечень:
Первая причина – это оптимизация веса. Шину и колесо следует рассматривать как одно целое. Шина весит намного больше, чем обод, поэтому более широкий обод, хотя он будет немного тяжелее, увеличивает объем покрышки без использования дополнительной резины и увеличения каркаса. Это может быть особенно полезно для твентинайнеров, поскольку большое колесо итак вращает много резины.
Еще одна причина – устойчивость. Более широкие обода значительно увеличивают площадь горизонтальной опоры покрышки, особенно покрышки большого объема, например, 2.35- и 2.4-дюймовая резина, которая часто используется на байках для кросс-кантри/трейла и олмаунтин. Вес каркаса покрышки может быть уменьшен, а увеличение боковой устойчивости покрышки должно решить проблему спуска воздуха.
Более широкий обод увеличивает поверхность контакта покрышки с землей при движении по прямой и на поворотах, поскольку протектор не так сильно отклоняется и остается более параллельным ободу.
Наконец, прогресс в применении таких материалов, как углепластик или алюминиевые сплавы, дает возможность производить более широкие профили ободов без существенного увеличения веса
«У велосипедов своя сила тяжести», - сказал мне как-то один эксперт. Поскольку при поворотах велосипед должен наклоняться, нагрузка почти всегда проходит через зону контакта колеса с грунтом (А) и по осевой линии покрышки и колеса. В нормальном режиме езды и широкие, и узкие обода с одинаковым успехом справляются с напряжением.{banner_st-d-2}
Что нам известно из опыта
Опыт показал, что переход от тонких ободов с внешним диаметром 22мм к 27-миллиметровым значительно увеличивает боковую устойчивость колеса и покрышки на поворотах и технических участках. Райдеры, у которых 22-миллиметровые бескамерные покрышки спустили просто при езде в гору не в седле, могут использовать 27-миллиметровые обода в тех же условиях, не теряя давления. И это разница всего в три миллиметра. Что касается даунхилла и фрирайда, бескамерные обода шириной 28-30мм или больше сейчас появляются в весе для трейла. Легкие покрышки с большим объемом, например 2.4-дюймовые Schwalbe Rocket Ron, могут быть неустойчивы на узких ободах, но рвутся на колесах с более широким профилем, таких как Mavic CrossMax SX. Я обнаружил, что можно использовать каркас покрышки меньше на один размер на более широком ободе, и по ощущениям это уже совсем другая шина. На ум приходит 2.3-дюймовая WTB Weirwolf. Это заставило меня задуматься.
Почему узкие обода и покрышки с большим объемом не подходят для бескамерных колес
Шина может быть изготовлена из гибкого материала, но под давлением она удивительным образом действует как твердое тело. Естественно, при сгибании она может гнуться и отскакивать, но каркас довольно жесткий, и когда на колесо действует боковая нагрузка, одна сторона покрышки старается поднять другую сторону обода. Зажмите шину в тиски и потяните колесо на себя, и вы сами в этом убедитесь.
По законам физики покрышки одинакового размера передают на узкий обод большее рычажное усилие, чем на широкий. Вероятно, этим и объясняется ощущение неустойчивости при агрессивной езде на шинах с большим каркасом на узких ободах. Разница в ширине обода всего в 3 – 5мм изменяет плечо силы (рычажность) 2.4-дюймовой покрышки, действующее между бортовыми закраинами, на 18%. Внезапное подворачивание бескамерной покрышки под вами и спуск воздуха оказывают куда более сильный эффект, чем разница в боковой устойчивости в 18%. Это еще один довод в пользу широких ободов.
Изображаемые покрышки и обода отклоняются в сторону на 15 градусов, и мы видим, что зона контакта колеса с грунтом (А) сместилась вправо. Зона контакта с грунтом у колеса с более широким ободом остается в безопасных пределах бортовых закраин (В), а у колеса с более узким ободом она смещается в опасную зону за пределами правой бортовой закраины. Зеленые линии показывают плечо силы покрышки и точку опоры в верхней части бортовой закраины, а также направленную вверх силу (С), приложенную к противоположному борту (D). При этом шина, вероятно, удержала бы давление.
Оказывается, может быть еще одна причина проблем с бескамерной шиной. Все пневматические покрышки отклоняются из стороны в сторону при изменении боковой нагрузки – это их естественное свойство. Одна из причин того, что более широкие обода дают шинам большую боковую опору, заключается в том, что более широкая шина не дает точке контакта колеса с поверхностью выйти за пределы боковых закраин. Точка контакта покрышки может выйти за пределы бортовых закраин, и в этом случае линия силы между шиной и ободом будет проходить выше центра. Так же, как рычаг эксцентрикового зажима создает возрастающее в геометрической прогрессии усилие смыкания при прохождении выше центра при закрытии, когда зона контакта покрышки с поверхностью выходит за пределы ширины бортовых закраин, способность покрышки поддерживать райдера существенно снижается, а рычажность, которая передается для подъема борта противоположной стороны от обода, значительно возрастает. Этим эффектом объясняется тот факт, что бескамерная шина спускает воздух: на повороте шина внезапно сжимается под воздействием веса райдера и силы тяжести и теряет давление. Конечно, узкая шина не могла бы отклониться достаточно далеко для того, чтобы зона контакта с поверхностью сместилась в опасную зону, но большая, гибкая 2.35-дюймовая шина с внешним диаметром 22мм на ободе для кросс-кантри, несомненно, может.
При 20 градусах изображаемого бокового отклонения точка контакта с поверхностью у покрышки на широком ободе приближается к опасной зоне над бортовой закраиной (В), но все же сохраняет способность выдерживать нагрузку. Шина на узком ободе отклоняется до точки, при которой зона контакта с поверхностью смещается от центра (В), а изгибающие силы создают напряжение на каркас покрышки, которое действует на противоположный борт, заставляя его подниматься и отходить от бортовой закраины (D). Герметичность нарушается, и воздух выходит.
Почему за широкими ободами будущее бескамерных колес
Таким образом, очевидно, что, если немного более широкий обод – это хорошо, возможно, значительно более широкий обод может обеспечить еще большие преимущества. В приведенных мной иллюстрациях я преувеличил ширину ободов, чтобы нагляднее показать саму идею. Она заключается в том, что первое преимущество для бескамерных колес при использовании более широких ободов – это уменьшение плеча силы на границе между шиной и бортом. Второе преимущество (и, возможно, еще более важное) – это то, что при сильных отклонениях более широкий обод не позволяет зоне контакта колеса с поверхностью выходить за пределы бортовых закраин. Учитывая, что более широкий обод доказано снижает воздействие боковых сил на шину, маловероятно, что шина на более широком ободе будет смещаться так же, как я изобразил в сравнении с узкопрофильным ободом.
При отклонении на 20 градусов, когда мы увеличиваем направленную вниз силу, действующую на покрышки, шина на более широком ободе все равно может передавать избыточную нагрузку на колесо, поскольку ее точка контакта остается над ободом. При этом небольшая направленная вниз сила сплющивает шину на узком ободе, сдвигая противоположный борт с бортовой закраины и обдавая стоящих рядом ядовитой смесью застарелого герметика и с таким трудом накачанного воздуха. Когда давление снижается, напряжение на каркас покрышки уменьшается, и борт покрышки возвращается в исходное положение относительно обода.
Еще одно потенциальное преимущество, которое может дать более широкий обод – это более мягкое преодоление небольших неровностей, причем при более высоком давлении, чем можно ожидать. Испытания с более широкими ободами и похожими дорожными шинами Mavic и HED показали, что незначительное изменение профиля покрышки приводит к существенному улучшению ее рабочих характеристик. Переход от классической «лампочной» формы клинчера, которая создается при заключении покрышки в узкий обод, к арочной форме обеспечивает значительное снижение сопротивления качению на неровном покрытии при любом давлении в шине. Рабочие показатели покрышки в поворотах также значительно улучшились. Подобные улучшения вероятны и для шин маунтинбайков, поскольку каркас покрышки на более широком ободе принимает форму более плавной дуги, и при деформации покрышки будет изгибаться более предсказуемо.
2.35-дюймовые Schwalbe Hans Dampf идеально сочетаются с ободом DT Swiss AM 10. Они устанавливаются с помощью ручного насоса и ездят, как по рельсам. Такое сочетание – стандарт для 2012 Scott Genius LT.
Советы для тех, кто использует бескамерные покрышки сегодня
Из всего сказанного в данной статье можно сделать вывод, что райдеры, которые используют бескамерные покрышки и собираются установить покрышки стандарта UST или “Tubeless Ready” шириной более 2.125 дюймов, должны задуматься о том, чтобы подобрать к ним соответствующие ободья с внутренним расстоянием между закраинами 21 – 25мм. В этой категории существует ряд легких колес олмаунтин производства Easton, Mavic, DT Swiss и Wilderness Trailbikes. Испробовав множество комбинаций, мы точно знаем, что большая ширина обода существенно улучшает управление, а проблемы, свойственные бескамерным шинам, практически исчезают. О том, как избавиться от проблемы спуска шин: недавно мы использовали 2.4-дюймовые Schwalbe Muddy Marys на традиционных узких колесах DT Swiss XC, и они спускали при давлении 35фунтов/кв.дюйм. На тех же шинах мы без всяких проблем ездили несколько месяцев, установив их на широкие колеса DT Swiss All Mountain. Увеличение веса при использовании более широких ободов кажется не таким уж значительным по сравнению с теми преимуществами, которые оно дает.
Это оригинальный перекатанный Китом Бонтрэгером (Keith Bontrager) шоссейный клинчерный обод Mavic с 1.9-дюймовой тонкостенной шиной Fattrax Fisher (настоящей) – шиной для кросс-кантри, популярной в середине 1980х. Это тот самый обод, который дал начало установлению стандарта ободов для маунтинбайка с внешним диаметром 22мм. Кит уменьшил обод 700C с 36 отверстиямии создал 26-дюймовый обод с 32 отверстиями. Обод Mavic прессуется на внутреннюю втулку.
Итак, какие перспективы?
Олдскульный обод с внешним диаметром 22мм был создан Китом Бонтрэгером в результате уменьшения, а затем перекатки шоссейного клинчерного обода Mavic для соответствия 26-дюймовым шинам МТВ. Его обода получились такими легкими, что в одночасье изменили все. Каждая компания, которая выпускала или хотела выпускать горные велосипеды, копировала перекатанные Бонтрэгером обода 700C. Никто не догадался тщательно все обдумать. Хотя тогда 2.125-дюймовая шина считалась огромной, а бескамерная вообще была всего лишь мечтой. Однако технологии не стоят на месте, и удивительно, что производители ободов только недавно отреагировали – и кто кроме UST рассматривал покрышки и колеса как единую систему?
В ближайшем будущем, я думаю, чем шире, тем лучше. Учитывая, что углепластиковые обода хорошо себя зарекомендовали и имеют очень малый вес, создание конкурентоспособных ободов для кросс-кантри с расстоянием между бортовыми закраинами 23мм – несложная задача, а появление ободьев шириной около 35 - 45 для олмаунтин и даунхилла может стать событием 2013 года. Если кто-то изготавливает обода на заказ, я думаю, 28-30мм – идеальная ширина для трейлрайдинга. Сделайте и мне бескамерные, пожалуйста.
Заключение
Стоит повторить, что данная статья написана на основании моих личных наблюдений и теорий и является попыткой доказать, что широкие обода – лучший формат для бескамерных шин, а также изучить потенциальные возможности значительно более широких ободов для всех дисциплин маунтинбайка. Я буду рад услышать любые мнения или теории по этому вопросу. Поэтому, пожалуйста, высказывайтесь – RC.
