Usko ili široko? Visok ili nizak pritisak? Kade ili klinčeri? Istražujemo komplikacije u vezi s izborom guma
Nastavak našeg testa: Jesu li šire gume stvarno brže? Odlučili smo nastaviti našu istragu o komplikacijama izbora guma.
Jedan od najvećih skokova ikada u biciklističkoj tehnologiji došao je iz neočekivanog izvora: škotskog veterinara po imenu John Boyd Dunlop. Godine 1888., u značajnom odmaku od svog svakodnevnog posla, Dunlop je stvorio prvu pneumatsku gumu u pokušaju da svog sina riješi glavobolja i nelagode koje su mučile dječaka dok je vozio svoj tricikl s čvrstim gumama po neravnoj kaldrmi Belfasta.
Premotamo se do danas i osnovni koncept se nije promijenio – zatvorena zračna komora pruža sloj amortizacije između vozača i ceste – ali to ne znači da su sve gume jednake. Neke su gume brže od drugih, ali potrebno je malo razumijevanja tehnologije guma prije nego što možete pronaći najbolju za sebe.
Odupiranje odmoru
'Tijekom vožnje, biciklist se mora suočiti s različitim vrstama otpora: otporom zraka, težinom (ako ubrzava ili koči) i otporom kotrljanja gume, što je gubitak energije zbog kotrljanja gume prema naprijed, ' kaže Nicolas Cret, Michelinov programer cestovnih guma. „Otpor kotrljanja mjerimo s fiksnim parametrima kao što su regulirani tlak, konstantna brzina, opterećenje i temperatura. Stroj za mjerenje obično se sastoji od bubnja, koji mora biti što je moguće veći kako bi simulirao ravno tlo. Guma se okreće zadanom brzinom/opterećenjem/tlakom tijekom sesije zagrijavanja, a zatim ćemo zaustaviti snagu bubnja i izmjeriti udaljenost dok se guma ne prestane kotrljati. Što je udaljenost duža, manji je otpor kotrljanja.’
U osnovi, dakle, otpor kotrljanja je sila koja djeluje protiv kretanja prema naprijed gume koja se kotrlja po površini. U praktičnom smislu, zajedno s faktorima kao što je otpor zraka, ova sila otpora znači da ćete se na kraju zaustaviti kada se slobodno vrtite na ravnoj površini. Ali budući da se energija ne može ni stvoriti ni uništiti, već samo promijeniti, gdje je nestala energija koja nas je tjerala naprijed?
‘Otpor kotrljanja u gumama je energija koja se troši za prevladavanje deformacije gume’, kaže Wolf VormWalde, voditelj proizvoda za gume u Specializedu. 'Kad je guma pod opterećenjem ona se deformira, a da bi se deformirao materijal potrebna je sila. Kada se guma kotrlja, deformacija je u tijeku dok gazni sloj i bočna stijenka gume prolaze kroz kontaktnu površinu [gdje se guma susreće s površinom ceste] dok se kotač okreće. Guma je stoga napregnuta i deformirana ulazeći u kontaktnu površinu i opuštajući se izlazeći iz kontaktne površine. Ali za razliku od savršene opruge, guma ne vraća energiju uloženu u nju prilikom deformacije.’
Promatrajte što se događa s gumama sobnog bicikla pod težinom vozača i shvatit ćete što VormWalde znači. Guma pod opterećenjem vozača će se izbočiti na bočnim stranama, a gazni sloj će se spljoštiti kako bi odgovarao obliku površine ispod nje. Kada je bicikl u pokretu, a guma se okreće, ovaj se proces događa iznova i iznova na točki na kojoj se guma susreće s površinom ceste. U idealnom svijetu guma bi 'dala onoliko koliko je dobra', odbijajući se od površine ceste s onom silom koja je utrošena da se zgnječi o površinu ceste, i stoga bi energija uložena u kretanje prema naprijed bila konzerviran. Nažalost, gumene smjese u gumama su "viskoelastične", što znači da dok se deformiraju pod opterećenjem, molekule u polimernim lancima smjese se preuređuju i pritom se trljaju o svaku. Ovo unutarnje trenje stvara toplinu, koja je, nažalost, beskoristan nusprodukt u potrazi za tjeranjem vašeg bicikla naprijed. Samo opipajte svoju stražnju gumu nakon sat vremena na turbo trenažeru i uskoro ćete dobiti sliku.
Upravo je ta deformacija gume ključna za njezin otpor kotrljanja, a time i za njezinu 'brzinu'. Postoje različiti načini na koje možete utjecati na način na koji se guma deformira, a jedan od njih je mijenjanje tlaka zraka koji upumpavate u nju.
Deformacija karaktera
Ako se guma više deformira, to ima veći otpor kotrljanja, zasigurno sve što trebate učiniti je napuhati gumu na najviši mogući tlak, čineći je gotovo nemogućom da se deformira, a gubitak energije kroz otpor kotrljanja će biti minimiziran? Istina je – kao i uvijek – malo kompliciranija.
Christian Wurmbäck, voditelj proizvoda u Continentalu, kaže: 'Povećanje tlaka u gumi smanjit će otpor kotrljanja, ali samo do određene točke. Na primjer, ako uzmete gumu od 23 mm i povećate tlak s 85 psi na 115 psi, imat ćete manji otpor kotrljanja. Ali ako uzmete istu gumu i povećate tlak sa 115psi na 140psi, praktički nema razlike.’
VormWalde iz Specializeda se slaže: 'Na savršeno glatkoj površini veći pritisak je uvijek brži. Ali ovaj učinak se smanjuje na stvarnim cestama, tako da kažemo da pri 130psi pumpate gumu do mrtve [tj., ne može postati više korisno kruta]. Važno je zapamtiti da je odnos između gume i ceste simbiotski i da ceste nikada nisu savršeno glatke.
‘Ne želite gumu tako čvrstu da kad se kotrljate preko ceste ne može apsorbirati površinske frekvencije. Učinkovitije je da guma apsorbira hrapavost i neravnine nego da te amplitude prenese na bicikl i vozača. Podizanje bicikla i vozača uvijek će potrošiti više energije nego gnječenje gume. To je jedan od razloga zašto vidite vozače ciklokrosa i brdskog biciklizma koji voze tako niske pritiske, ' dodaje on.
Ima pravo. Jer umjesto da dopusti posebno neravnom dijelu da ga izbaci u zrak, iskusni brdski biciklista će pokušati održati svoje tijelo na ravnoj ravnini, koristeći svoje ruke i noge da apsorbiraju sve neravnine koje im pruža teren. Laički rečeno, ako želite ići vodoravno naprijed, ne trošite energiju idući okomito gore-dolje.
Trik je u tome da odredite najbolji tlak u gumama za cestu kojom se vozite – nešto što može zahtijevati malo pokušaja i pogrešaka. A onda se morate zapitati jeste li uopće na gumama prave širine.
Mala stvar veličine
U dobra stara vremena, trkači su smatrali da su tanje gume bolje, a većina profesionalnih kotača bila je obuvena u bilo što od gume širine 21 mm do minijaturnih 18 mm. Tijekom vremena, vozači su možda više pažnje posvetili udobnosti, a manje brzini koja zatupljuje, tako da su gume od 23 mm postale standard cestovnih bicikala.
Međutim, voditelj proizvoda Schwalbea Marcus Hachmeyer kaže da su studije o ponašanju guma otkrile neke prilično iznenađujuće stvari: 'Ako usporedite gume različitih širina, ali identičnih specifikacija – ista smjesa, isti zaobljeni profil, isti tlak u napuhavanja – može se reći u smislu otpora kotrljanja: što šire to brže!'
Ovo zvuči kontraintuitivno – uostalom, cestovni bicikli su puno brži od touring bicikala ili brdskih bicikala – ali analiza kontaktne površine gume pomogla je dizajnerima kao što je Hachmeyer da prevaziđu popularno mišljenje da 'uže znači brže'.
'Šire gume su brže,' ponavlja Wurmbäck iz Continentala. 'Guma od 24 mm kotrlja se brže od gume od 23 mm, ali guma od 25 mm se kotrlja još brže od toga. Zapravo, naša guma GP4000s je oko 7% brža u verziji od 25 mm nego u verziji od 23 mm.’
Razlog seže u ovo pitanje deformacije. Iako pri istom tlaku i široka i uska guma imaju isto područje kontaktne površine, točan oblik svake kontaktne površine će se razlikovati. U užoj gumi ta će mrlja biti tanja, ali duža, tvoreći tanak ovalni oblik duž duljine dna gume, dok će kod šire gume oblik kontaktne mrlje biti kružniji jer je guma više spljoštena po svojoj širini. Rezultat je da tanja guma, tanja, dulja kontaktna površina potiče veću deformaciju gume – posebno bočne stijenke – od šireg pandana. I kao što smo već čuli, što se guma više deformira, to se više energije troši na njeno deformiranje. Ali ako je to slučaj, ne bismo li se svi trebali voziti okolo na 28 mm?
Slučaj protiv
‘Iako će guma od 28 mm biti brža od svoje verzije od 23 mm u smislu otpora kotrljanja, težina gume od 28 mm bit će veća od gume od 23 mm jer veća veličina znači više materijala. To će vjerojatno stvoriti primjetnu razliku u smislu inercije, a to će imati učinak tijekom faza ubrzanja ili usporavanja,’ objašnjava Nicolas Cret iz Michelina.'Aerodinamička svojstva također će se promijeniti s gume od 23 mm na 28 mm.'
Ako bude gurnut, što bi stručnjaci odabrali? "Otkrili smo da je 24 mm idealan kompromis u otporu kotrljanja, aerodinamici i težini", kaže VormWalde iz Specializeda. Međutim, Ken Avery iz talijanske stare garde Vittorije se ne slaže: 'Više [širine] nije uvijek bolje. Umjerenost je ključ. Nakon što prijeđete preko 26 mm, suptilni dobici u otporu kotrljanja počinju nestajati. Formula je odbačena, da tako kažem. Također, ovo pretpostavlja da sve gume imaju konzistentan profil, što nije. Debljina gaznog sloja [u poprečnom presjeku] često čini gumu više šiljastom nego okruglom, tako da guma od 24 mm jednog proizvođača može biti brža ili sporija u određenom scenariju od gume od 23 ili 25 mm.’
Da bi se stvari dodatno zakomplicirale, pored izbora o tlaku i širini gume dolaze i razmatranja o gipkosti gume.
Što se nalazi ispod
Ako deformacija uzrokuje gubitak energije zbog topline, tada će gipkijoj gumi trebati manje energije da se deformira na određeni način od gume čija je karkasa čvršća. Ispod gumene smjese gaznog sloja gume leže tisuće čvrsto isprepletenih vlakana. Ovisno o gumi, ova slojna karkasa mogla bi sadržavati čak 320 niti po inču (tpi), sve od vrlo finog pamuka, ili možda samo 60, napravljenih od znatno debljeg najlona. Rezultat je, kažu proizvođači kao što su Vittoria i Challenge, da što je veći broj niti, to je guma gipkija, a time i lakše se deformira, a time i manji otpor kotrljanja.
‘Što je veći broj tpi, to je guma fleksibilnija,’ kaže Simona Brauns-Nicol iz Challengea. 'S vremenom su dobavljači isporučili sve kvalitetnije niti koje su proizvođačima omogućile prelazak s maksimalnog tkanja od 280/300 tpi na 320 tpi. Što je kućište gipkije i fleksibilnije, to je više udobnosti i, prije svega, bolje prianjanje uz cestu, čime se postiže najveća brzina.” Međutim, u svijetu guma ništa nije jednostavno, pa više niti ne znači automatski bržu gumu.
VormWalde iz Specializeda kaže: 'Guma od 60 tpi s dobrom smjesom karoserije može biti brza kao guma od 100 tpi. Materijal je također važan - neke polipamučne ovojnice su brze, ali to nije zbog broja niti, već zbog impregnacije lateksa što ih čini vrlo elastičnim. Veliki broj niti ne znači nužno i bržu gumu.’
Ako gipkije gume znače bolji otpor kotrljanja, onda isto treba reći i za zračnice. 'Još gipkija i otpornija na probijanje može se postići korištenjem cijevi od lateksa umjesto unutarnje gume od butila', kaže Simona Brauns-Nicol iz Challengea. 'Naš se može napuhati na otprilike 300 puta veći volumen od izvornog. Lateks je u isto vrijeme čvrst i elastičan i ne buši se tako lako jer elastičnost znači da cijev od lateksa ima tendenciju obilaziti strane predmete.’
Osim što je inherentno savitljiviji materijal, lateks je i lakši – pa će nadmašiti butilne cijevi u smislu otpora kotrljanja. Međutim, ova gipkost ima svoju cijenu: lateks je porozniji od butila, što znači da će zrak osjetno curiti tijekom dana.
Oni poput Specializeda i Challengea vjerojatno bi se danima mogli raspravljati o cijevima od lateksa, broju navoja i kućištima (ne čudi da se Challenge ponosi proizvodnjom guma s brojem navoja čak do 320 tpi, dok se Specialized čini zadovoljnim s maksimalnom proizvodnjom od 220 tpi), ali njihova suprotna stajališta ističu samu bit ovog pitanja 'brze gume': nema konačnih odgovora. Naravno, postoje osnovni parametri – veličina, pritisak, gipkost – ali te su stvari toliko neraskidivo povezane jedna s drugom i s pitanjima otpora kotrljanja, aerodinamike i inercije da je besmisleno usredotočiti se samo na jedan aspekt nauštrb ostalih.
Kao što kaže Cret iz Michelina, 'Dizajniranje gume treba promatrati kao pokušaj poboljšanja mnogih sukobljenih područja performansi u isto vrijeme. Guma je uvijek kompromis performansi. Što je brza guma? Pa, to ovisi o tome što mislite pod brzim.’
I na kraju… kupati se ili ne kupati se?
Godinama su cjevaste gume hvaljene kao najbolja guma koju ozbiljan vozač može nabaviti, a pristaše tvrde da je jedini razlog zašto ih ne voziti svakodnevno ležati u neugodnostima i cijeni bušenja. Međutim, postoji nekoliko tvrtki koje su spremne poremetiti ovu konkretnu košaricu.
‘Klinčeri su brži od cjevastih,’ izjavljuje Wolf VormWalde iz Specializeda. 'To je zato što je polovica efektivne zračne komore rub. Bočne stijenke ruba se ne deformiraju prilikom kotrljanja i stoga ne troše energiju. Mislili ste da smo natjerali Tonyja Martina da koristi klinče iz komercijalnih razloga, zar ne? Ne! Jednostavno su brži.’
Ovo protivljenje konvencionalnoj mudrosti nije samo od jednog čovjeka (iako u središtu prilično velike biciklističke korporacije), već je to mišljenje koje dijele i divovi poput guma Schwalbe i Continental. No, ako je to slučaj, zašto profesionalci ne pobjeđuju? Pa, kaže Christian Wurmbäck iz Continentala, to nije pametno.
‘Cjevasti skup kotača je lagan, ali, što je važno za profesionalne vozače, pruža mogućnost vožnje na ravnom položaju. U slučaju velike brzine, tubular ostaje na rubu zbog ljepila, za razliku od klinča, koji ima tendenciju otpasti, što dovodi do vrlo gadne nezgode.’
