Распределение усилий в раме велосипеда. Геометрия рамы велосипеда

Таблица с описанием геометрии шоссейного велосипеда может сбить с толку как новичка, так и продвинутого спортсмена. В этой статье мы рассмотрим, что значат различные параметры геометрии шоссейного байка и на что стоит обратить внимание при покупке.

Покупая новый велосипед, нужно учесть ряд факторов: вид езды который вы предпочитаете, ваш опыт, физическая форма, и конечно же бюджет. Но частенько даже эти факторы не позволяют, из огромного списка, выбрать именно свой шоссейник.

Важнейшими показателями будут геометрия велосипеда и его размер. Если купить не подходящий размер, езда на велосипеде будет не комфортной и травмы вам обеспечены.

Прежде чем направиться в велосипедный магазин или заказать байк по интернету, стоит обратить внимание на таблицу с геометрией. Это позволит, во-первых, определиться какой байк подойдет вашему стилю катания и, во-вторых, выбрать нужный вам размер.

Однако, таблицы геометрии велосипеда могут как помочь, так и запутать любого человека, так как разные производители имеют разную размерную сетку, а каждая модель велосипеда может иметь свою геометрию.

Что такое таблица геометрии велосипеда?

Таблица геометрии велосипеда содержит различную информацию и может отличаться у разных производителей, но в основном вы там найдёте следующие параметры: длина основных трубок рамы, угол наклона рулевой колонки и подседельного штыря. Также, скорее всего будут обозначены: колесная база, нижнее перо, stack и reach

В таблице также будут указаны различные размеры доступных рам, так вы сможете увидеть, как размер рамы влияет на самые важные значения, которые определяют подходит ли вам велосипед.

В добавок, некоторые таблицы будут иметь такие данные, как rake (расстояние между рулевой осью и центром колеса) и trail (расстояние между контактной точкой покрышки и рулевой оси). Эти данные могут помочь определить какой тип геометрии имеет велосипед и дать характеристику управляемости. Мы вернемся к этому позже.

Насколько полезной будет таблица геометрии при выборе велосипеда?

Таблица геометрии позволит подобрать идеально подходящий размер рамы, поможет в последующем байк фите, укажет на совместимость компонентов и охарактеризует управляемость велосипеда.

Для того чтобы цифры в таблице действительно помогли в выборе правильного размера рамы, нужно знать свои параметры, которые лучше всего измерять у специалиста по байк фиту. Но, даже самостоятельно можно разобраться как должны быть размещены седло и руль, а также определить идеальную ширину руля и длину шатунов.

Какие основные параметры помогут выбрать подходящий велосипед?

  • Длина верхней трубы (Toptube length)

Этот параметр указывает на длину рамы и позволит подсчитать длину выноса руля. Это ключевой фактор в определении, такого понятия как, reach (с англ. дотягиваться).

  • Длина рулевой трубы (Headtube length)

Это вертикальное измерение передней трубки рамы. Длина рулевой трубки определяет, можно ли с конкретной рамой получить подходящую вам высоту руля. Эндуранс и туринг велосипеды обычно имеют длинную рулевую трубу, для более ровной посадки, в то время как гоночные велосипеды имеют короткую переднюю трубку для агрессивной посадки.

Длина рулевой трубы влияет на reach (читайте ниже), хотя высоту руля можно будет позже настроить с помощью разделительных колец.

  • Высота рамы и расстояние между кареткой и рулевой (Stack и Reach)

Stack это вертикальное расстояние между кареткой и верхней точкой рулевой колонки, а reach – это горизонтальное растояние от центра каретки до рулевой.

Если вы знаете свои параметры, то stack и reach будут самыми важными цифрами при выборе правильного размера рамы. Также, это самый простой способ сравнить размерную сетку у разных производителей. К примеру, не все 56 рамы одинаковые, так что стоит это учитывать.

В большинстве своем, велосипед для гонок будет иметь низкий stack и длинный reach, в то время как велосипед с более расслабленной геометрией будет иметь высокий stack и короткий reach. К примеру гоночный велосипед S-Works Tarmac в размере 56 имеет stack 564 мм и reach 395 мм, а эндуранс байк S-Works Roubaix в том же размере имеет stack 611 мм и reach 381 мм.

  • Угол наклона подседельного штыря (Seattube angle )

Высота седла легко настраивается, так что длина штыря не имеет особого значения, зато угол наклона будет сильно влиять на посадку.

На профессиональном байк фите вы узнаете подходящее вам расстояние между носом седла и центром руля – это поможет определить нужно ли сдвинуть седло назад или вперед. Угол наклона подседельного штыря влияет на изначальную позицию седла.

Какие параметры в таблице геометрии характеризуют управляемость велосипеда?

Качество езды на велосипеде нельзя определить только лишь по данным геометрии. Тем не менее, следующие цифры могут подсказать, чего можно ожидать от управляемости велосипеда.

  • Длина между осью переднего колеса и кареткой (Front-centre)

Это расстояние помогает определить насколько четко будет ощущаться велосипед в поворотах и насколько отзывчивой будет передняя часть байка во время езды в седле и стоя, упираясь на руль. Этот параметр также может влиять на то, как ощущаются вибрации от дороги на руле.

  • Длина между задней осью и кареткой (Rear-centre)

Чем длиннее расстояние между задней осью и кареткой, тем медленнее байк будет реагировать на изменения мощности педалирования, и тоже самое касательно управляемости.

  • Выкат переднего колеса (Trail)

Многие говорят об уголе наклона рулевой, но на самом деле на управляемость передней части велосипеда по большей части влияет комбинация между смещением вилки (rake) и уголом наклона рулевой, так называемый, trail, или выкат переднего колеса.

В сущности чем больше значение trail, тем устойчивее будет велосипед, а меньший trail означает быструю управляемость. Значение trail обычно будет в пределах 50-70 мм.

  • Длина нижних перьев (Chainstay)

Также как выкат переднего колеса, на устойчивость велосипеда влияет длина нижних перьев. Типичный "гоночный" велосипед имеет перья длиной 405-415 мм, в то время как "эндуранс" велосипеды обычно имеют более длинные перья (около 420 мм). К примеру гоночный велосипед Trek Madone в размере 56 см имеет нижние перья в 410 мм, а эндуранс велосипед Trek Domane – 420 мм. Колёсная база тоже имеет похожую историю – эндуранс будет иметь более длинную колесную базу чем гоночный велосипед.

Общее правило – чем длиннее велосипед, тем он более устойчивый и менее поворотливый.

  • Высота каретки (Bottom bracket height)

Чем ниже каретка, тем ниже центр тяжести велосипеда. Это приводит к стабильной управляемости. Но есть ограничения – должно быть достаточное расстояние, чтобы на поворотах не цепляться педалями об землю. Высоту каретки обычно проектируют в тандеме с выкатом переднего колеса (trail), тогда получается сбалансированный велосипед.

Также измеряют высоту от задней втулки колеса до центра каретки (Bottom bracket drop). У гоночного Trek Madone – это 70 мм, а у эндуранс байка Domane 78 мм. Более высокая каретка у гоночных велосипедов помогает быстро заезжать в повороты.

Геометрия рамы велосипеда – параметр, от которого зависит поведение вашего двухколесного байка, его суть, характер, уровень соответствия с вашим ростом и собственными возможностями. Геометрия велосипедных рам складывается из углов, под которыми сварены трубки рамы и длины этих трубок. В своем сочетании они образуют различную высоту кареточного узла (если очень грубо, то высоту ваших ног от земли), могут варьировать распределение массы райдера по осям велосипеда, создают различные углы наклона рулевой колонки, меняя остроту и особенности управления, создают разные длины базы, переднего и заднего треугольника, варьируют высоту велосипеда.

Каждый из перечисленных параметров оказывает непосредственное влияние на все, и выбирая себе велосипед, райдеры часто озадачиваются тем, какую геометрию рамы им следует выбрать. Мы обобщим основные геометрические характеристики велорам, попытаемся рассказать то, на что и как оказывает непосредственное влияние каждая особенность геометрии, и объясним – почему универсальный велосипед с идеальными характеристиками невозможно построить.

Ростовка рамы привязана к длине трубы подседельного штыря. Размеры M, L, XL, 17, 19, 21 дюйм – все это исходит от ее размера, но если производитель байка серьезный и с умом подходит к проектированию геометрии, то изменение ростовки будет влиять и на другие геометрические характеристики. В хорошей раме плотно взаимосвязана между собой каждая деталь.
На что влияет ростовка? Если велосипед вам велик, то вы упретесь промежностью в верхнюю трубу в месте стэндовера рамы (см.схему), если ростовка мала, то вам придется излишне вытаскивать подседельный штырь, и рама, зачастую, окажется еще и короткой (коленями вы будете задевать руль).

Но этим все не ограничивается. Малая ростовка делает байк более комфортным для исполнения множества трюков, а случае с триалом, минимальный размер подседельной трубы позволяет осуществлять максимально возможные поджатия байка под себя с последующим запрыгиванием на препятствия.

Суть ростовки триальной геометрии в одном кадре

Эффективная длина рамы - величина, зависимая от длины переднего треугольника и наклона подседельного штыря, измеряется от макушки рулевого стакана до подседельного штыря (в горизонтальной плоскости). Если эта величина мала, то велосипед будет хорошо ощущаться на техничных извилистых тропах. Часто такая геометрия соотносится с короткими перьями и в итоге перерастает в очень интересного «коротыша» для техничного катания с максимальной степенью свободы в движениях. Длинные байки, если это достигнуто не смещением массы райдера назад, а увеличением длины верхней трубы переднего треугольника делают посадку удобной для поддержания высоких скоростей и для преодоления апхилл-участков.

Угол наклона рулевой колонки - один из явных классификаторов предназначения современного велосипеда.

На велосипедах для даунхилла и лютого фрирайда угол часто заваливается – вилка, словно челюсть бульдога, начинает выпирать вперед относительно рамы. Рулевое управление теряет свою остроту, благодаря чему рулежка становится более стабильной и склонной к прямым траекториям. А это важно при скоростном спуске. Также при заваленном угле рулевой колонки вилка получается повернутой подвижной частью амортизатора в сторону встречающихся препятствий, и как результат, амортизатор начинает эффективно отрабатывать всякие встречающиеся неровности. А обратная сторона медали – потеря остроты управляемости и гасящее КПД размещение вилки. Последнее особенно серьезно чувствуется на подъеме – байк словно упирается колесом в каждый встречающийся камень.

На шоссейных байках наклон вилки минимален (рулевая колонка практически не завалена), чуть больше наклон рулевой на циклокроссовых велосипедах. В кросс-кантрийных геометриях наклон по-прежнему незначителен, но позволяет гармонично сочетать достойный накат и удобство штурма вершин с хоть каким-то контролем велосипеда на спусках. Геометрия AllMountain имеет больший завал рулевой колонки, что делает байк более интересным на спусках с потерей скорости на ровных участках и на проездах апхилл-участков дистанции, на велосипедах для DH подъем в гору потребует огромных растрат энергии впустую, но на самих спусках контроль будет на высоте. В триальных геометриях завал рулевой позволяет получить более длинную базу для удобства продерга на препятствия, но трюки через переднее колесо, ровно как и общий контроль велосипеда уменьшатся.

Угла наклона рулевой колонки не всегда хватает велосипеду для кросс-кантри, превращая спуск в полную зависимость от точного просчета траектории вниз, что видно на этом фото.

Угол наклона подседельного штыря - важный элемент размещения массы райдера по осям велосипеда. Заваленный назад подседельный штырь уводит за собой массу тела, частично разгружая переднее колесо. Как результат, в сочетании с короткой базой это позволяет получить прямую посадку уровня «комфорт», и в сочетании практически со всем остальным – улучшить простоту выдергивания велосипеда. Последнее важно в экстремальных дисциплинах велосипедного спорта.

Если угол подседельного штыря не завален, то масса распределяется по осям байка более равномерно, и как бонусом, райдер получает оптимальное размещение тела относительно кареточного узла (долго работать педалями становится проще).

Высота каретки - это не просто клиренс вашего велосипеда, а высота центра тяжести, влияющего на контроль над конем. Практически везде, кроме триала, производители стремятся каретку занизить (в триале высокая каретка улучшает стабильность велосипеда в стойке на заднем колесе и упрощает процесс исполнения большинства трюков).

У фрирайдных велосипедов высота каретки относительно осей часто стремится к нулю, на кантрийных байках высота отрицательная. Низко расположенные педали проще крутить в гору, тогда как нулевая высота относительно оси дает запас хода прожимающейся на препятствиях вилки.

В велосипедах для стрита и парка ситуация с кареткой неоднозначна. Низкая каретка улучшает стабильность полета, и в целом, имеет право на жизнь в катании на дертах и на парковых AIR-фигурах. С другой же стороны, на низкой каретке невозможно использовать пеги и выполнять некоторые стритовые трюки. Нулевая каретка – популярный вариант в стрите.

Высокая каретка прибавляет устойчивости в триале при стойке на заднем колесе.

Длина задних перьев - важнейший параметр геометрии рамы велосипеда. Чрезмерно короткие перья усложняют подъем на велосипеде в гору и прочность всей конструкции (больше нагрузок в итоге идет на рулевой стакан), но зато дают неплохую управляемость и свободу в исполнении множества трюков. Длинные и умеренно длинные перья открывают производителями невиданное поле для сложнейшей велосипедной инженерии. В них можно заложить моменты качения байка при обработке препятствий, снизить негативную жесткость рамы, улучшив ее показатели комфорта и накатистости. Никогда у хорошего XC-велосипеда не будет слишком коротких перьев, ровно как и у серьезного велосипеда для даунхилла. И никогда у современного велосипеда для фан-райдинга и трюков не будет длинных перьев рамы.

Перья - сложнейший компонент велосипеда. Хорошо спроектированный задний треугольник можно встретить только у достойного уровня рам.

Но я все равно хочу универсальный велосипед!

Золотая середина велосипедного мира – это велосипеды All Mountain. Их геометрии наиболее сбалансированы и такие велосипеды, при должных навыках, позволяют получать удовольствие от катания практически в любых ситуациях. Но следует понимать, что All Mountain уступит во всем более специализированным вариантам.

Универсальные геометрии рам велосипедов существуют, но идеального решения для всех дисциплин найти не получится.

Статья не плохая, хотя и со своими "подводными камнями", про которые промолчали. Но в такой короткой заметке невозможно коснуться всех моментов определяющий формат загрузки, она ведь определяется как типом покрытия в пути и подборкой снаряжения, скатанностью группы, идеей и целями поездки... и т.д. и т.п.. Про трейлеры вон уже напомнили. Каждый загружается так как ему удобнее! Это чтобы не считалось, что так уж критикую, дальше по сообщению. Так просто указываю на не упомянутые особенности упомянутого формата
Легкоходство вещь хорошая, но обычно за кадром остаются те ограничения, которое оно накладывает на смену той же погоды, условий в пути, выбора места ночевки.
Банально, вроде все хорошо на загрузке предложенной , но мало кто задумается про тот объем воды, который она позволяет привести на ночевку, так что это изначально заставляет ночевать или у воды или поближе к жилью.

Станислав Устинов писал(а):

Я исхожу из соображений, что человек сидит на заднем колесе 60-70% своего веса, и поэтому не складываю весь груз в заднюю сумку. Когда вес распределен по всему велосипеду, улучшается маневренность, устойчивость в поворотах, на подъемах и спусках. Да и сам ход велосипеда с распределенным грузом легче, чем у велосипеда с перегруженным задним колесом.


Все верно, но упускается из виду еще один фактор - высота расположения этого груза над осями. "Верхний вес" очень даже чувствуется, если надо петлять между валунами, по извивающейся в лесу тропинке. Один раз проехался с подобной загрузкой (фото , баклажка уже ехала к ближайшей мусорке ) - не понравилось именно из-за мизерности свободного места и валкости вела. Набрать воду на ночевку на пляже с последующей полудневкой - некуда, забросить арбуз, чтобы съесть в каком-то приятном месте - некуда. Любое чп или сложности у попутчиков - их разгрузить опять проблема. Ну и "вишенкой на торте" была нестабильность велосипеда на грунтовках и сыпухе из-за "верхнего веса". Так что катаю походы с двумя баулами-штанами - нарамными (~20л) и на багажнике (~40л+резерв) - тыц . С виду кажется, что вещей набираю больше и загрузка выше, а по факту набор вещей почти такой же как в походе без багажника. Резерв места забирают пара баклажек на суммарные 5-6 л и всякие "ништяки", вроде более объемных котелков, ну или фот-зеркалка там в дождь едет. Да и стараюсь ничего на внешке не возить, чтобы не рвалось, не терялось и не мокло - при резерве места не сложно все поместить. Ну и задний баул пошил специально с опускающимися ниже штанинами для снижения центра тяжести, чем у большинства фирменных сумок, а левую еще и заузил, чтобы не цепляться, когда толкаю вел в крутые подъемы (на этом фото можно понять про что речь). В итоге, две сумки разнесенные по велу сдвигают центр тяжести практически в район каретки, стараюсь упаковаться так, чтобы вес был пониже. В итоге, вел послушный и предсказуемый, легче проходит препятствия почти не теряя скорость. А.. ну и как оказалось объемный баул с лямками позволяет разбавлять велопоход с дальними пешеходными радиалками с ночевками, когда вел лишний и его можно где-то оставить -

Самый важный элемент в велосипеде и от её формы и параметров зависят ваши будущие успехи. При проектировании рам в её форму вкладываются не только дизайнерские решения, но и сложнейшие математические расчёты, от которых зависит как прочность, так и специфические характеристики велосипеда. Велосипедисту хоть и не обязательно разбираться в тригонометрии, но знать за что отвечают различные параметры в раме он должен.

Геометрия рамы влияет на следующие характеристики велосипеда:

  1. Безопасность - наверное самый важный параметр. В первую очередь зависит от размера рамы. Очень важен при эксплуатации велосипеда в экстремальных условиях, например при катании по пересеченной местности. Но и в обычных условиях городских покатушек, встречаются ситуации, при которых геометрия рамы может сыграть большую роль в обеспечении безопасности велосипедиста;
  2. Накат, динамика - от этого параметра зависят энергозатраты на преодоление дистанции. Очень важен при катании на длинные дистанции;
  3. Устойчивость - чем лучше, тем легче ехать на велосипеде. Отвечает за возможность удержать траекторию движения, при воздействии окружающих факторов (плохая дорога, ветер и т.д.);
  4. Маневренность - параметр позволяет проходить сложные маршруты за минимальное время и с минимальными энергозатратами. Другими словами позволяет проходить повороты по маленькому радиусу.
  5. Распределение веса, равномерность - параметр влияющий на пропорциональность распределения веса между передним и задним колесом, при движении под разными углами. Важен при для туристов, которые нагружают заднее колесо тяжёлыми рюкзаками;
  6. Прочность - параметр влияет на способность рамы выдерживать нагрузки.

Нельзя создать универсальный велосипед, подходящий для всех, так как перечисленные параметры взаимосвязаны друг с другом. Если мы будем улучшать один из параметров, другой будет ухудшаться. Главная задача производителей подобрать лучшее сочетание параметров для различных велосипедных дисциплин, а вам остаётся только подобрать, из огромного разнообразия предложений, ту раму, которая соответствует вашим потребностям.

Геометрия рамы

На рисунке изображены разнообразные параметры, влияющие на возможности рамы. Эти параметры должен предоставлять каждый производитель в документах к продукту или на сайте. Кто-то выкладывает все, кто-то только необходимые части. Я попробую описать, на что влияют все длины и углы в геометрии рамы велосипеда:

  • S/T c-t - расстояние от центра до . Влияет на , параметр на который в первую очередь надо обращать внимание при выборе рамы. Чем короче это расстояние, тем жёстче кареточный узел, при нажатии на педаль рама меньше деформируется. Увеличивается Безопасность , так как верхняя труба рамы проходит ниже, уменьшается опасность удара о неё. Но при этом увеличивается длина , что может привести к его поломке;
  • W/B - колёсная база велосипеда, расстояние между осями переднего и заднего колеса. Влияет на Устойчивость и Манёвренность велосипеда. Чем длиннее база велосипеда, тем больший радиус нужен ему для поворота, соответственно ниже манёвренность, но тем больше устойчивость;
  • S/T ang. - угол между подседельной трубой рамы и её горизонталью. Чем он больше, тем более вертикальное положение принимает подседельный штырь. Влияет на удобство при педалировании, рассчитывается из размера рамы и обычно равен 73 градусам. Некоторые фирмы пытаются его изменять для более правильного распределения веса в зависимости от стиля катания. При уменьшении угла, увеличивается нагрузка на заднее колесо (улучшается сцепление с дорогой), посадка вытягивается. Педалирование становится более неудобным, а при движении в гору есть вероятность перевернуться. Самое главное этот угол теряет значение в случае, когда велосипедист педалирует стоя;
  • T/T h - расстояние от центра рулевого стакана до центра подседельной трубы. Чем короче это расстояние, тем более вертикальная посадка будет у велосипедиста, соответственно более комфортная. База велосипеда при этом также уменьшается, а распределение нагрузки увеличивается в сторону переднего колеса. Однако при педалировании стоя, в лучшем случае, колени будут задевать руль, а в худшем вообще станет невозможно так ехать. Особенно если это расстояние уменьшено за счет увеличения S/T ang. (угла подседельного штыря). При езде в гору, стоя из-за уменьшения этой длины снижается нагрузка на заднее колесо, ухудшается динамика , рулить при нагруженном переднем колесе становится сложнее. Из-за этого на шоссейных велосипедах эту длину длину стараются сделать больше (причем не за счет угла S/T ang. ), что позволяет спортсменам лучше педалировать стоя в гору - это залог победы в соревнованиях;
  • T/T a - длина верхней трубы рамы. Чем больше она отличается от T/T h тем ниже она опущена. Некоторые производители не указывают этот параметр, или заменяют его на угол наклона верхней трубы;
  • H/T - высота рулевого стакана. От этого параметра зависит то, насколько рама нужного размера подходит для вас (особенно при выборе маленьких размеров). Так как длина вилок для всех размеров рам одинаковая, а для увеличения безопасности необходимо делать раму как можно ниже, получается, что этого можно добиться только уменьшением параметров S/T c-t и высоты стакана . Так что выбирая велосипед маленького размера обратите внимание, чтобы высота стакана была минимальной;
  • H/T ang. - угол между вилкой и горизонталью рамы. Чем больше этот угол, тем более вертикальный наклон у вилки. Этот параметр влияет практически на всё:
  1. Устойчивость - чем меньше угол, тем больше база велосипеда. При вращении руля увеличивается момент, возвращающий в вертикальное положение велосипед. Уменьшается вероятность заноса переднего колеса;
  2. Маневренность - при увеличении угла, уменьшается база велосипеда. Велосипед легче проходит повороты, стиль езды становится более агрессивным;
  3. Накат, динамика - при увеличении угла, уменьшается тормозящий момент при кручении руля и амортизационная вилка меньше работает в вертикальной положении;
  4. Безопасность - чем меньше угол, тем лучше велосипед держит дорогу. Ниже опускается рулевая труба и ниже становится рама. Вилка лучше реагирует на ухабы и уменьшается опасность перелететь через руль;
  5. Равномерность распределения веса - чем больше угол, тем меньшая нагрузка идёт на переднее колесо;
  6. Прочность рамы - чем больше угол, тем больше нагрузки идет на раму и меньше на вилку, и наоборот.

Два примера:

Для шоссейного велосипеда на первом месте стоит скорость, накатистость и КПД - угол вилки равен 73-74 градуса;

В велосипеде для даун-хилла важна максимальная устойчивость, четкость при прохождении виражей, безопасность - угол вилки равен 62-64 градуса.

  • F/L - длина велосипеда. Практически у всех вилок одинаковая;
  • B/B - зазор между центром каретки и горизонталью рамы. Чем ниже находится каретка, тем ниже центр тяжести, тем легче ехать на велосипеде. Однако появляется опасность задеть педалью за кочку, снижается безопасность ;
  • C/S - длина пера рамы, влияет на распределение веса . Чем короче перо, тем лучше динамика (независимо от того, стоя или сидя педалирует велосипедист) и сцепление заднего колеса с дорогой. Однако при перевозке грузов на велосипеде с короткими перьями появляется опасность перевернуться на подъёме;
  • F/R - зазор между осью вращения вилки и осью колеса. Отвечает за возврат колеса в первоначальное положение за счет энергии поступательного движения. Чем больше, тем легче ехать без рук. Одинаковое практически для всех вилок.

К подбору рамы следует особенно внимательно подходить к её геометрии. Это та основа, которая позволит вам добиваться лучших результатов в выбранной дисциплине.

От геометрии - от углов и размеров - зависит очень многое в поведении велосипеда. Зависит устойчивость, управляемость, проходимость (в хорошем смысле), динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъём на оную, прохождение крутых виражей и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас это уже не так. Появились подвески, передняя и задняя. А, значит, геометрия и поведение байка зависят от характеристик подвесок (ход, жесткость, демпфирование), и от их настройки. Дабы не углубляться в дебри, а просто, окинуть, густой лес, небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты.

Смотри рис.№1

1. Угол наклона подседельной трубы

Во многом задаёт посадку байкера и удобство вращения педалей, - если труба торчит вертикально и каретка находится точно под седлом, то педалировать неудобно, некуда девать бедра. А так же определяет развесовку байка, то есть распределение нагрузки, на переднее и на заднее колёсо. Чем меньше угол наклона (он отсчитывается от горизонтали) и чем выше байкер, тем больше нагрузка на заднее колесо и, естественно, меньше на переднее. На крутом подъёме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. И байкер рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках, все с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещён байкер, тем устойчивее велосипед и тем меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы, равный 73° (плюс, минус 1°...2°) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813мм). Для дополнительной корректировки этого угла и подгонки байка к реальным габаритам рейдера (рост, длина рук и ног, ...) можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). И, что ещё проще, можно сдвигать седло вперед или назад. При правильно установленном седле, нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.

2. Высота каретки

Определяет клиренс велосипеда - зазор между педалью и дорогой, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк, при скоростном прохождении поворота - можно зацепиться педалью за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Или задеть звездами системы за кочку. Поэтому, байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землёй, - для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, до 34...36см. В качестве конкретного материала, имеется таблица №1 , которую любезно предоставил Алексей Маджуга и, где, на примере велосипедов KONA показано как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.


К-кантри хардтейлы К-кантри двухподвесы Байки бэк-кантри (трейловые) Фрирайдные Байки со средним ходом подвески Даунхилльные байки
Ход амортизаторов 100мм
100мм/100мм
130мм/130мм
150мм/150мм
200мм/203мм
Высота кареточного узла
31см
31,5см
31,5см
34,8см
35,8см
Угол рулевой трубы, градусы
69
68,5
68
66
64,5
Длина колёсной базы
106,4см
108,2см
110,7см
111,8см
114см

Примечание. В связи с явным прогрессом в устройстве и работе амортизационных вилок и задних амортизаторов и созданием "стабильных платформ", ход амортизаторов увеличился в последние годы и, вполне возможно, увеличится ещё больше.
Кроме того, чем выше расположена каретка, тем выше надо поднимать седло и, тем больше становится высота велосипеда и выше располагается центр тяжести системы байк + байкер. Что, несомненно, влияет на устойчивость и управляемость. На высоком байке проще сохранять равновесие, а при входе в вираж, угол наклона, необходимый для того, что бы скомпенсировать силой тяжести, силу центробежную, возникающую от движения по кругу (радиусу) будет меньше , чем у низкого байка. Что следует из самой элементарной геометрии. Следовательно, на высоком велосипеде проще гонять по узким лесным синглтрекам и легче его "укладывать" в крутые виражи. То есть, ещё раз, для прохождения виража на данной скорости и по данному радиусу, высокий байк надо наклонять вбок на меньший угол, чем низкий. Но при торможении и спуске, картина получается обратной. На крутых подъёмах, спусках и при резком торможении передним тормозом, высокий велосипед имеет больше шансов потерять равновесие - опрокинутся назад или перевернуться через руль. Что бы уменьшить этот вредный эффект увеличивают базу велосипеда - расстояние между осями колёс. Заодно получают большую мягкость и плавность хода, байк меньше подпрыгивает на колдобинах, корнях и кочках. Но длиннобазный байк обладает большей курсовой устойчивостью и хуже вписывается в крутые виражи, что опять таки, следует из простой геометрии. Для улучшения управляемости и маневренности приходится "играть" с углом наклона рулевой трубы и уменьшать Trail (выкат переднего колеса).

3. Угол наклона рулевой трубы (отсчитывается от горизонтали)

Отметим только следующее. Чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед и тем лучше вилка отрабатывает мелкие торчки и неровности на дороге. И, наоборот, если угол меньше, а перья вилки расположены более полого (острее) к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, но зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки и они меньше влияют на движение байка. В кросс-кантри угол рулевой обычно 71...69 градусов, а длина колесной базы - 100...107 см, то в DH - 64...65 градусов и 110...117 см. Смотри таблицу №1. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, что характерно для велочопперов, приводит к ухудшению маневренности - эффективности (остроты) управления: увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

4. Геометрия передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)

Маленький эксперимент. Если поставить правильный велосипед вертикально на оба колеса, держа за раму и наклонить в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки А - места контакта переднего колеса с дорогой и точки В - пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление куда повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипеды можно разделить на два типа: ВА и АВ. Тип АВ - у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки В (рис.№2а) . Тип ВА - Точка А лежит позади точки В (рис.№2б) .


При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине - точка приложения силы трения А лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте "без рук", будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, - они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками - рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении, и все будет ОК! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать.

Теперь о форме передней вилки.


Варианты, изображенные на рис.№3, а) и б) , дают нам слишком большое расстояние между точками В и А, что приводит к "сверх устойчивости" велосипеда. Чем больше расстояние между этими точками, тем больше момент силы, поворачивающий переднее колесо и, само собой, руль в сторону наклона велосипеда. Результат понятен, курсовая и вертикальная устойчивость очень хорошая, а управляемость "ниже плинтуса". Поэтому, для уменьшения расстояния между этими точками, вилку на велосипедах изгибают вперед, рис.№3, в) . Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед. Рис.№4 . Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по разному, и Rake и Fork Offset, а у нас можно столкнуться с выбегом, смещением или вылетом вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками А и В. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, считается коэффициент устойчивости (управляемости) (К у), который равен: Trail (Т), деленный на сумму, состоящую из длины базы велосипеда (G) плюс Trail (Т), результат деления умножается на 100%. Теперь формула: К у =(Т/)*100% (1) , все очень просто. У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине - таким велосипедом легче управлять.

5. Геометрия байка меняется при работе амортизации

В момент торможения, когда байк "клюёт носом" при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается, но Trail уменьшается ещё больше, а, следовательно, уменьшается и К у. Выходит, что при торможении байк становится более управляемым, но и менее устойчивым. То же самое происходит при педалировании стоя, когда байкер приближает корпус к рулю и при спуске со склона, особенно если переднее колесо интенсивно притормаживается.
Если теперь нагрузить тяжелым грузом (симпатичной девушкой) багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуация поменяется прямо на противоположную. Trail увеличится, Ку возрастет, байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим вело туристам. С хорошо нагруженным багажником, байк прет как танк, особенно если хорошо разогнаться. Но повернуть или проехать по извилистой тропинке на малой скорости, ой как нелегко. Сейчас многие байки для экстрима имеют длинные дропауты задних перьев, которые позволяют сдвигать заднюю ось в широких пределах или ставить колесо меньшего диаметра, не 26, а 24 дюйма. Не удивительно, что при этом меняется устойчивость и управляемость велосипеда. Появились уже первые трейловые байки, геометрию которых можно изменять прямо на ходу в широких пределах. Например, новинка сезона, байк BIONICON EDISON. С помощью промышленного клапана который применяют в устройствах пневмоавтоматики и пневмолиний геометрию рамы можно менять на 6 градусов! Угол наклона рулевой трубы 67,5°...73.5°. Угол наклона подседельной трубы 71°...77°. Ход вилки 69мм...147мм, ход задней подвески 142мм при колёсной базе 1056мм. На одном и том же байке теперь можно и катить в кросс-кантрийном стиле и эффектно спускаться с крутого склона.

6. АпгрейдЗамена амортизационной вилки и заднего амортизатора на более длинные или короткие влияет на устойчивость и управляемость байка. Это следует обязательно учитывать.

7. Длина верхней трубы

Длина верхней трубы определяется, как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Это расстояние, вместе с длиной выноса, во многом определяет посадку велосипедиста. И, кроме того, она так же влияет на развесовку велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, - могут начаться проскальзывания при поворотах. Более короткая, - может привести к тому, что колени станут задевать руль при педалировании способом "танцовщица". Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный вынос (100...130мм) для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но главная борьба, обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне, рейдер сдвигается далеко назад и обеспечивает правильное распределение нагрузки между колёсами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещается вперёд, помогает проходить техничные участки.

8. Наклон верхней трубы

Задает, прежде всего, высоту стендовера - безопасное расстояние от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, уменьшается строительная высота рамы и, как следствие, возрастает её жёсткость и прочность, что играет роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

9. Длина нижних перьев

Она определяется по линии, параллельной земле, от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка. И, неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях, в этом отличие влияния длины перьев на развесовку, от наклона подседельной трубы. Ведь, когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колёсами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит, повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, что бы забраться в гору. Но на это приходится идти, что бы разместить на багажнике большой и объемный вело рюкзак (штаны) и не задевать его пятками при вращении педалей.

И ещё пару слов о различии в геометрии байков для разных стилей катания.
Чем острее байк "заточен" под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта, имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер (расстояние от земли до середины подседельной трубы) и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства рейдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.

Юрий Разин

PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков