Остальная геометрия велосипеда, влияющая на его ход — задняя часть и ее баланс с передней

25 сентября 2023
МИНИКАРТА | Длина перьев — Провис кареткиВыводы |

Со всем, что спереди, разобрались. А сзади основной параметр — длина перьев (chain stay length). Его можно измерять непосредственно по нижнему перу, либо по горизонтали. Это не принципиальное различие, но я буду оперировать первым
Если брать этот параметр сам по себе — и в применении к скоростным велосипедам — чем короче, тем лучше. Короткие перья позволяют более точно переносить вес на заднее колесо при педалировании стоя, что дает больше сцепления в крутых подъемах и лучшее «чувство велосипеда» при спринтах
Собственно, «прогрессивная» геометрия предполагает сочетание длинного переда и коротких перьев. Но тут возникает целый ряд последствий
Для начала, минимальная длина перьев ограничена размером колеса. Например, у треклокроссового велосипеда выше пришлось раздвоить подседельную трубу, чтобы колесо в нее не упиралось сзади — именно ради очень коротких перьев
Это не новый прием: вот шоссейник из 80-х с таким же решением. Но с гравийными велосипедами всё сложнее. Колеса с толстыми покрышками банально больше, и в диаметре и по ширине, а если раздвоить подседельную трубу, не остается места для подседельного штыря
Это с учетом того, что гравийные велосипеды стремятся к более низкой верхней трубе: чтобы иметь, во-первых, более низкий стендовер (оставляющий пространство между рамой и промежностью, чтоб ничего себе не отбить при спрыгивании с педалей), а во-вторых, более выдвинутый подседельный штырь, чтобы он флексил на неровностях или вообще был дроппером (dropper seat post)
В попытках решить проблему недостаточного пространства производители могут: (A) делать подседельную трубу тоньше — но для этого нужно использовать нестандартный подседельный штырь меньшего диаметра. Или вообще интегрировать его в раму
(Б) изгибать подседельную трубу, но тогда чем больше выдвигается подседел, тем сильнее он сдвигает назад седло — и в какой-то момент оно уезжает слишком далеко с точки зрения байкфита
(В) наоборот, делать подседельную трубу более вертикальной. В этом случае седло не всегда получается сдвинуть уже достаточно назад
Совсем другое направление — сделать меньше колесо. Стандартный размер, происходящий из шоссейного велосипеда, — 700c (который на шоссейных и гравийных покрышках также называется 28", а на мтб-резине — 29", хотя это один и тот же размер обода; и даже может быть та же ширина покрышки. Например, 50 мм и 2.0" соответственно :)

Для стандартного колеса практически минимальная длина перьев, после которой гравийная покрышка (плюс-минус 40 мм шириной) начнет затирать подседельную трубу — 420 мм. А с учетом грязевого зазора это будет уже скорее 430 мм. В то же время у шоссейных велосипедов перья могут быть и 400 мм, а это большая разница.

Отчасти поэтому достаточное распространение получили колеса меньшего диаметра — 650b (27,5"). Диаметр такого обода равен 584 мм, в то время как у 700c это 622 мм (логично, не правда ли). Соответственно, такие колеса можно комфортно поместить за перьями шоссейной длины — даже и с еще более толстой (и, следовательно, высокой) резиной
Колеса меньшего диаметра влияют на то, как велосипед себя ведет — причем как напрямую, так и опосредованно через изменения в геометрии.

Меньшее колесо имеет меньший вес, еще и распределенный ближе к оси, что снижает гироскопический эффект. За счет этого раскручивать такое колесо легче — и велосипед быстрее разгоняется. С другой стороны, когда велик уже разогнался, большее колесо не только лучше сохраняет инерцию, но и более плавно проезжает неровности. А это, в свою очередь, снижает и «останавливающий фактор», и утомляемость велосипедиста.

«Останавливающий фактор» понять несложно. Представьте себе, что въезжаете в бордюр на велосипеде с малюсенькими колесами (как Стрида или Бромптон из первой части выше). Вы об него остановитесь. Если проделать это на полноразмерном веле, вероятно, он заскочит на бордюр, хоть скорость при этом снизится, а вас при этом тряхнет. Чем больше колесо относительно одного и того же препятствия — бордюр ли это или всего лишь неровности асфальта — тем меньше колесо будет терять скорость при его проезде.

И трясти при этом вас будет меньше. Это вопрос не только лишь комфорта — существуют исследования, которые однозначно демонстрируют: тряска приводит к дополнительной работе мышц велосипедиста для ее поглощения, что в моменте повышает пульс, а на дистанции — утомляемость. Именно поэтому широкие шины быстрее узких ;)
МИНИКАРТА | Длина перьев — Провис каретки — Выводы |

Помимо прямого влияния на поведение велосипеда меньшее колесо не позволяет опустить каретку столь же низко, как при стандартных колесах. Соответствующий параметр называется «провис каретки» или bottom bracket drop. Чем каретка ниже, тем стабильнее велосипед — но если разместить ее слишком низко, мы начнем цеплять дорогу педалями в поворотах.

Считается, что так называемый pedal strike — самая частая причина падения велосипедистов в поворотах. Не сложно представить, что при уменьшении диаметра колеса это будет происходить чаще, если только не сдвинуть каретку выше, чего большинство фрейм-билдеров стремятся избегать, как и слишком длинных перьев (но иногда за дело берутся мотоциклетные фирмы :)
Еще колеса меньшего диаметра не решают другую проблему: если посмотреть в район каретки сверху, становится понятно, что ограниченную ширину велосипеда делят одновременно широкая покрышка, правое нижнее перо, грязевой зазор между ними, одна или две передние звезды (а над ними еще и аккумулятор переднего переключателя тогда уж) и шатун, который в заднем положении должен не задевать перо. И чем ближе мы придвигаем колесо к каретке, тем меньше места остается для всего этого
В мтб, где покрышки еще шире, эту проблему пришлось решить, раздвинув педали — увеличив q-фактор — чтобы между шатунами оставалось больше пространства для всего вышеперечисленного.

Но это приводит, во-первых, к неоптимально широкой для многих постановке ног с точки зрения байкфита (на мтб, где отсутствует долгое непрерывное педалирование в седле, это менее критично чем на шоссейных и гравийных велосипедах), а во-вторых, к необходимости поднимать каретку — опять же, чтобы не цеплять широко стоящими педалями в повороте.

Помимо этого в сторону сдвигается передняя звезда, в результате чего для сохранения прямого чейнлайна (чтобы цепь не слишком перекашивалась между передней и задними звездами) в мтб применяются всё более широкие втулки (занимающие большее расстояние между задними дропаутами): после формата boost появился и super boost.

В результате перья раздвигаются шире — и опять приближаются к шатунам. Из-за этого порочного круга ку-фактор приходится менять значительно — у мтб он в среднем на два сантиметра больше, чем у дорожных велосипедов. Это еще и менее аэродинамично
К счастью, к моменту популяризации гравийных велосипедов рамоделы получили в свое распоряжение 3д-печать и чпу-фрезеровку, которые позволяют сделать перо максимально тонким. В сочетании с отказом от второй звезды спереди / переднего переключателя это позволяет как раз уместить колесо гравийной ширины между шатунами с шоссейным ку-фактором
Другой подход — «уронить» перо, чтобы вместо компоновочного сэндвича покрышка-перо-звезда у нас было три почти независимые пары: покрышка-перо, перо-звезда и покрышка-звезда. Так всё уместить проще, оставив при этом щедрые грязевые зазоры между всеми компонентами — чтобы налипшая на шипастое колесо глина не забивала их, что может приводить к полной остановке велосипеда с последующим выковыриванием грязищи подручными предметами (совет: помогает еще и полить водой из фляги)
Только могло показаться, что все проблемы с короткими перьями решены, но нет. На самом деле, у «прогрессивной» геометрии есть врожденный недостаток. Сочетание длинного переда и коротких перьев приводит к тому, что общий вес системы велосипедист-велосипед сдвигается на заднее колесо.

В норме мы хотим, чтобы не больше, чем примерно 55 % веса приходилось на заднее, и оставшиеся 45+ % — на переднее колесо. Причина для этого в конкретном показателе баланса, который требует некоторого объяснения.

Мы хотим проезжать повороты с большой скоростью, но не хотим там упасть из-за того, что не хватило сцепления покрышек.

При этом сцепление переднего колеса гораздо важнее — если заднее колесо начинает скользить вбок, умелый райдер может его поймать и стабилизировать велосипед. Если переднее колесо теряет сцепление на асфальте — это почти точно мгновенное падение.

(Пользуясь возможностью замечу: именно поэтому никогда нельзя тормозить передним тормозом в хоть сколько-нибудь крутом повороте. Запомните — никогда.)

Так вот, при правильной технике поворота первым соскальзывает то колесо, на которое приходится меньше веса. Так как действительно быстрые повороты — где мы максимально закладываем велосипед и испытываем предел сцепления покрышек — находятся на спусках, вес там немного переносится на переднее колесо, и изначальный баланс 55—45 % переходит в 49—51+ %.

В таком случае заднее колесо сорвется первым, а значит — у нас есть право на ошибку. Более того, умелые шоссеры иногда специально чуть-чуть подтормаживают в повороте задним колесом, чтобы почуствовать момент срыва и оценить запас сцепления покрышек в конкретных условиях.

Если же меньше половины веса в такой ситуации будет приходиться на переднее колесо — а с «прогрессивной» геометрией это вполне вероятно — ну, вы сами понимаете
Удивительно, но производители велосипедов с «прогрессивной» геометрией пока, кажется, не додумались до одного простого способа решить эту весьма серьезную проблему.

Тут оговорюсь, что «прогрессивная» геометрия пришла из мтб, где проблема дисбаланса не такая опасная: в отличие от асфальта соскальзывание переднего колеса на грунтах — обычное дело, так как шипастые покрышки позволяют снова «нащупать» сцепление на неоднородном покрытии, а не упасть со всего размаха головой о твердую дорогу.

Так вот, сцепление покрышки тем лучше, чем она шире. Таким образом, если сделать переднюю покрышку существенно шире задней, даже при дисбалансе распределения веса на «прогрессивной» геометрии заднее колесо будет стремиться выскользнуть раньше, к чему и стремимся.

При этом для переднего колеса нет компоновочных проблем, описанных выше, — и ничто не мешает поставить вперед действительно широкую покрышку — если только это позволяет сделать выбранная для велосипеда вилка. Дарю эту идею компании Шульц для разработки их нового скоростного гравийника :)

Но и каждый владелец «прогрессивного» велосипеда может сделать вполне практические выводы
МИНИКАРТА | Длина перьевПровис каретки — Выводы |

Прогрессивный tl/dr:

• задние перья лучше покороче — 420–430 мм для гравийника или 400–405 мм для шоссера

• провис каретки лучше побольше — но чтоб не цеплять педалями; поэтому же хорошо: маленький ку-фактор, шатуны покороче, педали покомпактней

• наклонная верхняя труба даёт и меньший стендовер, и более флексящий подседел; еще и в supertuck-позицию можно ниже сесть

• если у вас «прогрессивный» велосипед — поставьте вперед более широкую покрышку, чтоб в скоростных поворотах не падать; ну и никогда не тормозите в повороте передним тормозом (на любом велосипеде)
Почти все фотографии выше — с велошоу Made. На этих хайрезах можно обрассматриваться деталями. А если тут не насмотрелись, еще целая куча есть по ссылке:

https://bikeportland.org/2023/08/30/with-over-5000-attendees-made-bicycle-show-largest-ever-organizers-say-378866

Пару фотографий с того же шоу я позаимствовал у издания Escape Collective, которое посвятило Мэйду материал в нескольких частях. Одна часть доступна до пейволла (оттуда и фотки, всё легально :) — а дальше придется заплатить, но оно того стоит:

https://escapecollective.com/tag/made-bike-show/