Garbaruk — Garbaruk Inversion Bike

Хотим показать свой последний проект, над которым работали довольно долго.
Идея создания этого велосипеда родилась довольно давно. Главной задачей было создать быстрый и современный велосипед.
Стоит сразу отметить: облик этой рамы — не дизайнерское самовыражение. Он продиктован вполне конкретными достоинствами такой схемы.
А теперь обовсём попорядку и поподробней.


Классическая рама, условно состоящая из двух треугольников, настолько прочно ассоциируется с велосипедом, что другие конструкции кажутся причудливыми и неуклюжими. Но история показывает великое разнообразие вариантов. Многие разновидности вымерли, однако некоторые тщеславные разработчики сохранили кое-что на потеху эстетствующей публике.
А ведь иные из «неформальных» образцов не раз доказали свое преимущество в гонках. Например, вот чемпионский даунхилльный байк 1992 года. 


Такой тип рамы англоговорящие господа называют beam bike. В 90-х годах подобные велосипеды были невиданно популярны. Пожалуй, активнее всех работала американская марка Softride. Фирма провела множество опытов и уверяла, что такой тип рамы дает серьезные ездовые преимущества. Давайте узнаем, о чем речь. Во-первых, такая рама более комфортна. Консольная верхняя труба естественным образом амортизирует. Это помогает ехать на гонках, не уставая. Более того, Softride настаивал, что комфорт прибавляет гонщику среднюю мощность в соревновании. Во-вторых, такая рама даже на гладком шоссе позволяла велосипеду катиться легче. Softride доказал это опытами с грузом на раме и измерением выбега. Амортизация уменьшает вертикальные броски центра тяжести в системе «гонщик + машина». При обычной конструкции рамы весомая часть энергии гонщика уходит на эти броски. 


 
В-третьих, такая схема более аэродинамична. Отсутствие подседельного узла, как показали продувки в аэродинамической трубе, очень сильно уменьшает сопротивление воздуха. У классической рамы самый активный генератор завихрений – именно подседельный узел, где сходятся верхние перья и две трубы главного треугольника. 

Помимо Softride, преимущества таких рам подчеркивала и фирма Zipp, запустившая в серию раму Zipp 2001. Подобные велосипеды производили Bianchi, TitanFlex, Cycpro, а также его двойник Person Bike. Не все шло гладко. Развитию «незамкнутых» рам мешали технологические возможности тех лет. Из тонкостенных стальных труб малого диаметра сложно создать приличный beam bike. Но с массовым приходом в велоиндустрию алюминия (а позже и карбона) ситуация изменилась. В конце 90-х годов множество крупных велосипедных заводов показали прототипы или готовые гоночные велосипеды нестандартного дизайна. Но на пути появилось стена: UCI. Международная велофедерация ввела в технический регламент пункт о том, что с 2000 года любая гоночная рама должна состоять из двух треугольников. Мотивировка незамысловата: велоспорт — соревнование гонщиков, а не конструкторов. Регламент UCI подкосил рынок нестандартных рам. Точнее говоря, их перестали выпускать. Только в последние годы пара фирм (во всем мире) занялась этой темой.
 

Нам всегда нравилось создавать нестандартную технику. В этом помогает простая мысль: UCI всем надоела. Огромное большинство велосипедистов никогда не участвовало и не планируют участвовать в официальных гонках UCI. Что мешает тренироваться и кататься на тех байках, которые приносят больше удовольствия? Что мешает любить ту технику, которая, в конце концов, едет быстрее стандартной? Итак, задача — создать современную, быструю, аэродинамичную и не очень обычную раму. Разумеется, перед глазами был не только Softride-дизайн. По здравому рассуждению мы отбросили совсем экзотические и малополезные конструкции, оставив всего 3 варианта. Первый — крестообразная рама типа Hotta.

 

Второй — Z образная рама. Самый именитый представитель Z-образников — знаменитый Lotus 110. Нельзя не упомянуть слегка менее известного, но вполне заслуженного представителя этого клана – бицикл «Эней» украинской марки «Антонов».






Третий вариант — это Softride-стиль, то есть V-образная рама. 
Оценивая плюсы и минусы трех концепций, мы увидели, что у V-образной рамы — максимальная торсионная жесткость, ибо рулевая колонка и каретка соединены прямой трубой, причем самой толстой из всех труб рамы. Это значит, что в двух других вариантах для аналогичной жесткости придется увеличить вес. Кроме того, V-образная рама — самая комфортная из всех. Неровности от дороги передаются на седло по максимально длинному пути. Кстати, можно спросить: почему же тогда «Лотус» и «Эней» выбрали Z-образную компоновку? Об этом мы в свое время не забыли поинтересоваться у конструктора «Энеев» Сергея Нитки. Он ответил, что проектировал стопроцентно трековый велосипед и что выбор диктовала прежде всего аэродинамика: Z-образная рама с единственной горизонтальной трубой и одной короткой вертикальной – это минимальное сопротивление. Во-вторых, комфорт для трековых рам не критичен: трек очень ровный, В-третьих, требуемой жесткости легко достичь, увеличив вес. Тяжелая рама не отпугнет трековиков. Уже много лет трековые байки не должны весить менше 6,8 кг (предписание все той же UCI). В итоге даже 3-килограммовая рама никого не беспокоит. Особенно когда привозит «золото» мирового чемпионата.

 
 
Отзывы о различных «лучевых» байках довольно похожи: эта техника очень комфортна. А вот боковую жесткость (отвечающую за передачу мощности) трудно «увидеть» без измерений. Если кто-то впервые пробует V-модель и чувствует мягкость, покачивание седла при педаляже, то на фоне этой мягкости почти невозможно оценить боковую жесткость. Человек просто говорит: рама мягкая. Когда мы расспрашивали обо всем этом любителей «Софтрайдов», один из них попросил нас уточнить, о какой именно модели речь. Моделей выпустили много; были более и менее удачные. Относить недостатки одной модели ко всему семейству несправедливо. В любом случае все нынешние владельцы Softride считают их очень приятными и быстрыми, несмотря на почтенный (около 15 лет) возраст этих рам. Однако нетрудно понять, что главный изъян у таких конструкций – боковая жесткость в задней части. Верхних перьев нет. Есть детали, соответствующие нижним перьям обычной рамы (будем называть их просто перьями рамы). Любая боковая нагрузка стремится перекосить ось колеса в дропаутах. И поскольку верхних перьев нет, перекос оси легко загибает одно из перьев вверх, а другое вниз. Эта деформация отнимает энергию, передаваемую трансмиссией, то есть уменьшает скорость.

Чрезмерное увлечение обтекаемостью приводит и к другому вредному эффекту. Нижняя труба на многих аэробайках настолько плоская, что у нее плохая жесткость на кручение. Такие рамы непригодны для групповых гонок хотя бы потому, что при педаляже стоя извиваются, как змея. Мы не стали жертвовать крутильной жесткостью нижней трубы и сделали ее весьма габаритной.



Аэродинамика у всей конструкции все равно намного лучше, чем у разрешенных UCI рам. Уже сказано, что главный источник завихрений у любой околоклассической рамы – подседельный узел, где «встречаются» сразу четыре разнокалиберные трубы. В нашем случае этой проблемы нет. Опираясь на опыт, накопленный при разработке и тестах наших МТВ-рам, внутрь каждой из труб мы «вживили» поперечное ребро жесткости, в том числе — внутрь каждого из перьев. Ребро идет от левой стенки к правой стенке по всей длине трубы. Оно никак не влияет на полезную вертикальную податливость рамы, но увеличивает ее боковую жесткость, грубо говоря, в полтора раза. Надо сказать, толщина стенок в раме «Инверсия» в 2-3 раза больше, чем у любой обычной рамы: ведь самих труб-то мало. Это тоже нарастило жесткость (не только за счет «голой» толщины, но и потому, что ликвидировало незаметное глазу гофрение, свойственное столь тонкостенным и объемистым оболочечным конструкциям, как трубы современных рам). Итогом мы довольны. Измерения показали, что боковая жесткость у нашей рамы больше, чем у нескольких современных шоссейников с известными именами, взятых в качестве эталона. Для репрезентативности мы расширим опыт и тогда опубликуем эти данные. Можно было сделать еще жестче: мы обдумывали дропауты под вставную ось. Но в таком варианте подойдет только самосборное колесо на базе МТВ-втулки. Поэтому от вставной оси отказались, зато сделали монолитные карбоновые дропауты, плавно «вытекающие» из перьев. Они очень мощные, 8-миллиметровой толщины. Чаще всего на подобных рамах дропауты прикручивают болтами.

 
Вес нашей рамы — 1700-1800 г в зависимости от размера. Это совсем не много для незамкнутой схемы. Стоит отметить, современные ТТ-рамы очень часто весят больше. Например, по данным журнала Tour есть немало производителей с рамами в 2300-2500 г. За аэродинамику приходится платить повышенным весом. 



Стоит поговорить и о комфорте – вернее, о его пределах. Некоторые варианты beam-байков были настолько мягкими, что люди жаловались на раскачку при педалировании. Мы решили не увлекаться чрезмерной вертикальной мягкостью рамы. Ориентиром послужил Specialized Roubaix. Производитель заявляет, что в модели 2010 года вертикальная жесткость была 5,3 мм/кН, а в 2011-м ее удалось уменьшить до 6 мм/кН. Вертикальная жесткость рамы Garbaruk Inversion – 7 мм/кН. Это значит, что под 70-кг человеком рама прогибается примерно на 5 мм, когда он просто сидит в седле. Такой податливости достаточно, чтобы получить совершенно новые ощущения от езды. Через пять минут вы отвыкаете вставать на каждой трещине в асфальте и нагло сидите там, где на обычном шоссейнике вынуждены не просто вскакивать, а еще и подгибать ноги для амортизации. Наступает натуральная конфронтация ощущений. Резина узкая, и звук от колес при проезде неровностей — как на шоссейнике. Но седло почти не дергается. Слышно, что проехал яму, а удара нет. Крути себе педали, не смотри на покрытие!
И еще немного о комфорте. При создании шоссейников для гонок с раздельным стартом конструкторы вообще не уделяют внимание амортизации. Широкие вертикальные элементы таких рам делают их чрезвычайно тряскими. Но «разделки» проходят на коротких дистанциях, на хорошем асфальте, так что полчаса-час можно потерпеть. Совсем другое дело — длинный триатлон. Дистанции многочасовые, а после — еще и бежать нужно. Нетрудно понять, что у триатлонистов beam-байки в почете. Многие ездят на Softride (чуть ли не на папиной раме), а 3500-долларовая цена на 15-летнюю раму Zipp 2001 считается вполне уместной. Мы спросили у одного Softride-триатлета: насколько ваш апарат быстрее обычного? «Насколько быстрее — трудно оценить. Но я точно знаю, что мне после «Софтрайда» бежать легче, и поэтому я бегу лучше». 
 
 

Откуда такой эффект? Вот самое вероятное объяснение: человек сконструирован так, что при каждой встряске мышцы непроизвольно напрягаются и постепенно устают. Мы этого не замечаем, но это происходит всегда. Даже час езды показывает мышцам разницу между реальной дорогой и занятиями на неподвижном трейнере.
 




Наконец, о геометрии. Рама не имеет традиционных проблем, сужающих разнообразие посадок и вынуждающих циклиста мириться со стандартизацией. Угол подседельной трубы (виртуальный) может быть любым — от классических 73 до радикальных гоночных 80 градусов. Длина перьев — от 400 до 420 мм. Провис каретки – от 60 до 75 мм. Таким образом, на базе рамы Garbaruk Inversion можно построить как гоночный байк для триатлона, так и шоссейник с совершенно классической посадкой. Есть и версия с горизонтальными дропаутами. Стало быть, можно задуматься о небывало стремительном синглспиде или о фиксе. На такой раме можно создать даже шоссейный туринг. Ведь в проект можно заложить удлиненные перья и увеличенные просветы под резину.




P.S. Мы никого не хотим удивить или впечатлить тем что мы делаем. И понимаем, что, то что мы делаем может кому то очень сильно не нравиться. И мы абсолютно не против. Поэтому писали этот пост для тех, кому интересно чем мы занимаемся, и над чем работаем.