Jesu li kotači najbolja komponenta za nadogradnju ako želite uštedjeti na težini bicikla? Odvajamo činjenice od spina
'Funta na kotačima vrijedi dvije na okviru', ili barem tako kažu. Ta je konvencionalna mudrost upravljala pristupom odabiru kotača za mnoge bicikliste - ako je ikada postojalo mjesto za bacanje novca da se skine nekoliko grama, to su bili kotači.
No, kao što je to često slučaj s konvencionalnim mišljenjem, daleko od toga da smo sretni što to ostavljamo na tome.
Ideja da je težina skupa kotača važnija od bilo kojeg drugog dijela bicikla temelji se na činjenici da se kotači pokreću više od bilo kojeg drugog dijela bicikla.
Andy Ruina, profesor strojarstva na Sveučilištu Cornell, prilično jednostavno kaže: 'Vrh kotača ide dvaput brže od bicikla. A suprotni smjer [donji dio kotača] ne poništava tu brzinu.
'Slijedom toga ima dvostruko više kinetičke energije pa je potrebno dvostruko više sile da se pokrene i zbog toga bicikl dvostruko više usporava.’
Težina v ubrzanje
Težina je toliko važna u velikoj shemi kretanja bicikla zbog svoje veze s ubrzanjem. Kada se nešto kreće konstantnom brzinom, sve sile koje ga guraju i usporavaju su u ravnoteži.
Razumno povećanje težine neće napraviti nikakvu razliku, osim blagog povećanja trenja ili otpora kotrljanja koje bi moglo prouzročiti.
Međutim, kada ubrzavate ili gubite brzinu, Newtonov drugi zakon stupa na snagu: sila=masa x ubrzanje. Dakle, što veću masu imate, to vam je potrebna veća sila da ubrzate.
Zašto je onda razlika u tome je li težina na kotaču, a ne na okviru?
Ovdje postaje malo komplicirano, zahvaljujući inerciji. Inercija je otpor tijela na promjenu u njegovom kretanju - to je razlog zašto bi bio potreban napor da se bicikl ubrza čak iu svemiru bez trenja.
Kotači, bicikl i vozač imaju inerciju, ali s kotačima učinak je veći jer se okreću.
Steve Williams, Lotusov vrhunski inženjer dinamike vozila, kaže: 'U slučaju kotača, zato što imate puno mase raspoređene oko ruba, na određenoj udaljenosti od središta kotača, to mu daje inerciju. '
Ta inercija u biti znači otpor kotaču koji se okreće. Ponekad se naziva rotacijska inercija, ali točnije, naziva se momentom inercije.
Williams dodaje: 'Budući da se bicikl kotrlja na svojim kotačima, ne samo da morate brže gurati tu masu kroz zrak, već morate i učiniti da se kotač brže okreće. Inercija kotača oduprijet će se povećanju brzine rotacije.’
Ključno je, međutim, da je inercija određena udaljenošću mase od središta rotacije: 'Moment inercije je rezultat udaljenosti mase od osi oko koje se rotira – u u slučaju kotača to je udaljenost mase od osi vretena.'
Pređi na stvar
Sav ovaj znanstveni razgovor dovodi nas do srži stvari. Nije dovoljno reći da je težak kotač veća prepreka od teškog okvira jer sve ovisi o tome gdje je ta težina raspoređena na kotaču.
Previše je jednostavno reći da 'funta na kotačima vrijedi dvije na okviru'. Profesor Jim Papadopoulis, autor Cycling Science, kaže: 'Izgleda da se malo mase točno na obodu broji dvaput, malo mase u središtu žbice 1,5 puta, a malo mase na središtu broji se jednom.'
Na temelju toga, trebali bismo prilagoditi izraz tako da kaže 'funta na naplatcima vrijedi dvije na glavčinama', ali Williams u Lotusu je skeptičan u pogledu navedenih dobitaka koji se mogu ostvariti lakšim naplatcima.
‘Možemo vidjeti da smanjenje inercije kotača ima povoljan učinak u odnosu na smanjenje nerotirajuće mase, ali je vrlo mali. U stvarnosti, masa ušteđena na naplatcima kotača vjerojatno će biti manje od 10% korisnija od iste mase ušteđene na ostatku bicikla.’
Neki prilično složeni izračuni otkrivaju da bi prednost u smislu ubrzanja od rezanja težine s obruča kotača bila 0,9%, za razliku od 0,8% kada bi se težina rezala s okvira.
Ako je dobit od smanjenja težine rotirajuće mase na vašem biciklu otvorena za raspravu, sljedeće područje koje treba razmotriti je žiroskop.
Nadogradite na neke lakše kotače za manje od £500
Dobijanje žiroskopa uz to
Žiroskop je kotač ili disk koji se okreće oko osi na takav način da se stabilizira. To je zbog učinaka kutnog momenta – kada ga gornja točka kotača počne povlačiti prema dolje udesno, na primjer, nakon što se kotač okrene za pola kruga, ta ista točka kotača je naopako i iznenada gura kotačić natrag ulijevo.
Žiroskopski učinak vrtnje razlog je zašto rotacija ostaje uspravna i razlog zašto kotači bicikla igraju ulogu u tome da nas držimo uspravno.
Budući da žiroskop radi na tom osnovnom principu kutnih sila, težina na krajnjem vanjskom dijelu kotača ima najveći utjecaj na stabilizirajuću silu kotača. Dakle, ako je naplatak teži, sigurno može gurnuti kotač natrag uspravno s jačom silom?
Ruina sa Sveučilišta Cornell daje mutnu sliku znanstvenog konsenzusa: 'Ne postoji konačan odgovor je li teži naplatak stabilniji. No čini se da je trend veći žiroskop stabilniji.’
Dakle, to upućuje na to da bi teži naplatak, a ne ukupno teži kotač, mogao ponuditi veću stabilnost.
Ali postoji još jedan kut koji treba razmotriti. Williams kaže: 'Kotač s većom inercijom imao bi snažniji žiroskopski učinak, no postoji i drugi žiroskopski učinak - što se brže upravlja upravljačem, to je veći žiroskopski otpor okretanju. Tako velika inercija otežava okretanje upravljača i naginjanje bicikla.’
Teški naplatak učinit će vas stabilnijima dok vozite, ali može žrtvovati vrstu agilnosti koju bi omogućilo slobodnije i brže upravljanje.
Ruina se ipak pomalo ne slaže. 'Ako kažete da je bicikl jako brz kada se njime rukuje, gotovo sigurno to ima veze s geometrijom bicikla i raspodjelom mase u sklopu upravljača', kaže on.
‘I zapamtite, najutjecajniji uteg uključen u sklanjanje u kut ste vi.’
Na kraju, ako ste tip vozača koji traži sitna inkrementalna poboljšanja u performansama svoje opreme, trebali biste se usredotočiti na pronalaženje najlakših naplataka, a ne na najlakši kotač.
Ili možete jednostavno učiniti ono što mi ostali radimo, i odabrati one koji izgledaju najbolje.
