נוקשות באופני כביש היא חיונית, אבל היא חייבת להיות מאוזנת גם מול נוחות, משקל ועלות. אנו חוקרים כיצד
חפש באינטרנט תוך שימוש במונח 'נוקשות' ולא תגיע רחוק לפני שתראה פרסומות שרוכלות פתרונות פרמצבטיים לבעיות של ג'נטלמנים. אופניים וחדרי שינה, כך נראה, חולקים פרנויה בלתי פוסקת לגבי ביצועים רפויים, מה שמסביר מדוע החבטת השיווקית שמלווה כל אופניים חדשים מלאת תמיד בטענות על האופן שבו המסגרת כעת סופר קשיחה, כמו גם קלה ונוחה יותר. אבל, לפחות בתיאוריה, שלוש התכונות מתנגשות, ומעצבי אופניים מנסים ללא הרף למצוא את הנקודה המתוקה ביניהם על ידי התעסקות עם מימדי צינור ומדע החומר.
פדאל אל הפחמן
כאשר מהנדסים מדברים על קשיחות שלד, הם באמת מתייחסים לשני תחומים שונים בביצועים של אופניים. הראשון מתייחס לקשיחות צידית מספקת כדי לאפשר לכניסת הדיווש של הרוכב לעבור בצורה יעילה ככל האפשר לכביש. השני נוגע לחיזוי וליציבות של הטיפול באופניים.
במונחים של קשיחות רוחבית, בכל פעם שרגלך רוקעת על הדוושה אתה יוצר מתחים רוחביים (מצד לצד) משמעותיים יחד עם כוחות פיתול (פיתול), המשתלבים כדי למנף את החלק התחתון של המסגרת החוצה של יישור. כל מילימטר של תנועת מסגרת סופג אנרגיה יקרה שיכולה להיות מתועלת לכביש, כך שצמצום הגמישות הזו ממקסם למעשה את יעילות הדיווש, ומכאן ההתמקדות הבלתי פוסקת בקשיחות הפריימים.
'האופן שבו אתה משיג את האנרגיה שאתה מכניס דרך הארכובה לגלגל האחורי הוא באמת על התושבת התחתונה, עמודי שרשרת, נשירה וקשיחות גלגלים', אומר ג'רארד ורומן, מייסד שותף של Open bicycles ובעבר שותף ל- הבעלים של Cervélo.אתגר זה מסובך על ידי מערכת ההנעה החד-צדדית של האופניים, היוצרת עומס לא אחיד על הקצה האחורי של האופניים. הצורך להתנגד לכוחות הגדולים יותר בצד ימין של המסגרת הוא הסיבה לכך שאופניים רבים בוחרים בעיצוב א-סימטרי של עמודי שרשרת וצינורות מושב.
אבל כפי שמזכיר לנו בן קוטס, מנהל מוצרי הכביש של Trek, מה שאתה עושה באזור אחד של אופניים משפיע ישירות על אחר: 'אתה יכול להגביר את הקשיחות בסוגר התחתון, למשל, על ידי הוספת למינציה לאזור הצד התחתון של צינור הראש, אבל כל פיסת לרבד משפיעה על כל האופניים. אתה מסתכן בהשפעות שליליות אם אינך מבין כיצד הוספה או השחזה של חומרים משפיעה על החלקים האחרים של האופניים.
'אנחנו יכולים להפוך את האופניים לקשיחים יותר ממה שאפילו הרוכבים הגדולים והתובעניים בעולם רוצים, אבל עצם הפיכתם לנוקשה יותר, או קלה יותר לצורך העניין, אינה בהכרח מתכון לאופניים טובים יותר. השיחה חייבת להתחיל באיך אתה רוצה שהאופניים ירכבו, לא איפה שאתה רוצה שהם יהיו נוקשים.'
קשיחות הנדסית
איך מעצבים מקשיחים מסגרת בדיוק במקומות הנכונים? התשובה טמונה בקוטר של חתך הצינורות, כמו גם באורך שלהם, ובמקרה של אופני קרבון, בשכבות המרובות של סיבי פחמן
בשימוש בבנייה שלהם.
'ככל שקוטר הצינור גדול יותר, כך הוא יהיה נוקשה יותר,' אומר אדם ווייס, מנכ ל ומייסד יצרנית אופני הפחמן רולו בעבודת יד. 'וזה עוד לפני שאתה מתחיל להסתכל על חומרים.'
זה מסביר את הנטייה בעיצוב האופניים לעבר צינורות מטה גדולים מדי, חיבורי תושבת תחתית ותומכי שרשרת. ההתקדמות בסיבי פחמן אפשרה ליצרנים להפחית את עובי דפנות הצינור, מה שנותן להם את החופש ליצור צינורות בעלי מראה ענק מבלי להוסיף משקל.
אז אם משתמשים בצינורות מטה ענקיים ובתושבת תחתית כדי לתעל כל וואט של כוח רוכב לכביש, למה שלא תפעל לפי אותה פילוסופיה בצינור העליון ובצינור הראש כדי להתנגד לכוחות הפנייה ולהבטיח היגוי מדויק?
כאשר אתה משעין אופניים לפינה, שלושה כוחות גדולים מתכנסים: כוח המשיכה, המושך אנכית כלפי מטה; אנרגיה קינטית, שמחזיקה אותך קדימה, וכוח צנטריפטלי, שדוחף אותך החוצה - שמאלה בעת פנייה ימינה ולהיפך. אם המסגרת גמישה מדי, כוחות אלה עלולים לדחוף את הגלגלים ואת צינור הראש מישור, ולהוביל להיגוי לא מדויק.
'אתה צריך את הגלגלים כדי לעקוב, וככל שהם עוקבים טוב יותר מלפנים לאחור, כך הם צפויים יותר דרך פינה , אומר תומס מקדניאל, מנהל מוצר ב-BMC. 'תגיד שאתה עובר פינה שרכבת עליה אלף פעמים, כך שאתה בטוח וסוחב הרבה מהירות, אבל יום אחד אתה מוצא סלע ענק באמצע הקו שאתה תמיד לוקח. עד כמה האופניים יכולים לקבל את הצורך שלך לעשות שינוי באמצע פינה? זה המקום שבו נוקשות החזית נכנסת לתמונה.'
מסתבר שאם אופניים קשיחים מדי בחלק הקדמי, הם מתקשים להישען, מה שיוצר סוג אחר של בעיית טיפול. כריס ד'אלוסיו, מנהל קריאייטיב ב-Specialized, לוקח את הסיפור כשהוא נזכר ברגע שבו ה-Tarmac SL4 של החברה החליף את ה-SL3. בעבר, כאשר Specialized פיתחה אופניים חדשים, היא הייתה משתמשת בגודל המסגרת של 56 ס מ בתור אמת מידה לקבוצה חדשה של מטרות, כולל קשיחות. לאחר שנפגעו המטרות, המסגרת תעבור קנה מידה, עם צינורות מעט קטנים יותר עבור המסגרות הקטנות יותר וצינורות גדולים יותר עבור המסגרות הגדולות יותר.
'עם ה-SL4 הפכנו את ה-56 לקשיחים וקלים יותר, ורוכבים גבוהים יותר - מידה 56 ומעלה - אמרו, "וואו! זה הרבה יותר טוב." אבל במידה שלי, 52, זה רכב גרוע יותר, " אומר ד'אלוסיו בגילוי לב מרענן. "זה היה קשה מדי, לא רק במאונך אלא גם כאשר נשענת לפינה. הייתה לו יותר מדי קשיחות קדמית, והיא לא אפשרה לאופניים בגדלים קטנים יותר להיות תואמים מעבר לאמצע הפינה של הכביש, כך שזה יגרום לחלק הקדמי לקשקש, במיוחד על פני כביש משובשים, מה שעלול להיות מטריד..'
התברר שההתאמות שבוצעו בהגדלת קנה המידה של האופניים לא הלכו כמעט מספיק רחוק, ושהמסגרות הקטנות יותר, עם צינורות בחתך רוחב דומה והנחת קרבון עד ל-56 ס מ, היו קשיחות להפליא מכיוון שאלו הצינורות היו קצרים יותר.
'האופניים הקטנים היו נוקשים בהרבה מהאופניים הגדולים יותר, וזה מנוגד לחלוטין למה שהרוכב צריך', אומר ד'אלוסיו. הרוכב הגבוה יותר, עם מוט מושב ארוך יותר ומרכז כובד גבוה יותר, דורש מהאופניים לעשות הרבה יותר עבודה. כשאתה מבקש מהאופניים לנוע מימין לשמאל בתמרון, האופניים האלה עושים את כל העבודה כדי להזיז את המשקל של הרוכב הזה מצד אחד לצד השני ולתפוס את הרוכב הזה מנפילה. אנחנו צריכים להחזיר את האחיזה כשהרוכב פונה.'
כתוצאה מכך, Specialized החליטה שהיא צריכה להתייחס ביעילות לכל גודל מסגרת שונה כאילו היא פרויקט מותאם אישית נפרד משלה, תהליך שהיא מכנה Rider First Engineering.
זה עוזר להסביר מדוע המהנדסים לא פשוט הופכים את כל האופניים לקשיחים ככל האפשר, אלא יש גם סיבה נוספת: נוחות, הידועה גם כציות, שהיא היכולת של המסגרת להתמודד עם פגמים בכביש פני השטח וסופגים רעידות מהאספת.
לאחר שיצרו את ה-Cervélo R3, אופניים שנהנו מעמדות פודיום מעל החלוקים האכזריים של פריז-רובה במשך שבע שנים רצופות, ורומן יודע מה נדרש לאופניים שיכולים לספק כוח לגלגל האחורי תוך הגנה על הרוכב מהמשטחים הגרועים ביותר.
'באופן אידיאלי אתה רוצה כמה שפחות קשיחות אנכית כדי שתקבל קצת נוחות וציות", הוא אומר. "אבל הצינור שאתה מגדיל כדי לקבל קשיחות בפיתול גם הופך גדול יותר אנכית ונוקשה יותר אנכית, וזה לא קל לנתק את שני הגורמים האלה. במובן הזה זו תמיד תהיה פשרה - האופניים הנוחים ביותר יהיו בלתי ניתנים לרכיבה כי הם כל כך גמישים לכל הכיוונים, והאופניים הכי קשיחים שאפשר יהיה גם בלתי ניתנים לרכיבה כי הם נוקשים עד כדי עצם, וזה לא רק לא נוח אלא גם איטי יותר. אתה צריך סוג של ציות כדי להסיר את חספוס הכביש.'
צמיגים עושים הרבה מהעבודה הזו, אבל מעצבים גם מכניסים מידה של גמישות למסגרת, במיוחד בצינור המושב ובאמצעות תומכות מושב דקות מאוד או שטוחות, כאמצעי לפיזור בולמי הכביש העוברים למעלה דרך החלק האחורי של האופניים לרוכב.
ללא ספק הדוגמה הטובה ביותר לאופן שבו ניתן להפריד התאמה אנכית מהתושבת התחתונה וקשיחות צינור הראש היא Trek Domane, האופניים המכוונים למירוץ שנשאו את פביאן קנסלרה אל המדרגה העליונה של הפודיום בסבב פלנדריה. פריז-רובה. צינור המושב של ה-Domane 'מנותק' מהצינור העליון, מה שמאפשר לצינור המושב להתגמש כמעט ללא תלות מהמסגרת מבלי לוותר על קשיחות. לניתוק ה-IsoSpeed החדש ב-Domane SLR העדכנית יש אפילו 'התאמה ניתנת להתאמה', כך שהרוכב יכול להתאים אישית את רמת הקשיחות.
'טווח הכוונון של Domane מתחיל בערך באותה רמה של התאמה אנכית כמו ה-Madone [מתקן המירוץ האווירי של טרק] ועולה עד ל-35% יותר תואם מבלי להשפיע על קשיחות הדיווש", אומר Coates.
מסגרות העתיד
המרדף הבלתי פוסק אחר מסגרות קשיחות יותר, קלות יותר ונוחות יותר, לא מראה סימני ירידה, עם יצרנים בחיפוש מתמשך לחקור חומרים וטכנולוגיה חדשים.מותג האופניים הבריטי Dassi, למשל, חוקר את האפשרויות של הגרפן, חומר הפלא שמכיל פוטנציאל יוצא דופן אם היצרנים יוכלו למצוא דרכים לרתום את היכולות שלו.
'גרפן מציג תכונות העולות בהרבה על פחמן מסורתי המונח בתוך מסגרת אופניים', אומר סטיוארט אבוט, מהנדס עיצוב תעופה וחלל לשעבר שהקים את דאסי לפני שש שנים. "יש הזדמנות מיסטית ליצור מסגרת שיכולה לשקול עד 300 גרם, מכיוון שהגרפן כל כך קל יותר וכל כך הרבה יותר חזק שיש לך הזדמנות להחליף אזורי פחמן שעוביים של 2 מ"מ או 3 מ"מ במקומות מסוימים על גבי מסגרת - במיוחד מסביב לתושבת התחתונה - עם משהו קל פי 100 ועובי אלף מהעובי.'
עם זאת,לעת עתה, בדיקת מציאות מהירה מתאימה לכל מי שעומד על סף קניית אופניים חדשים. רכיבה על אופניים היא לא כמו פורמולה 1, שבה המכונית הטובה ביותר תמיד מנצחת, הכל חוץ מאשר בלי קשר לנהג.הרבה מהמירוצים הגדולים של השנה - כולל פריז-רובה, סיור פלנדריה, מילאנו-סן רמו, פריז-ניס וסיור רונדי - ניצחו על ידי רוכבים על אופניים שונים. במילים אחרות, ביצועים אולטימטיביים מתייחסים לרוכב, לא לאופניים, ואין רמת קשיחות 'נכונה' אובייקטיבית במסגרת, רק הרמה המתאימה לך.
10 האופניים הכי נוקשים
איך מודדים קשיחות של אופניים? למרבה הצער אין לנו מעבדה לעשות את בדיקות הגמישות, אבל אנחנו מכירים מקום שעושה את זה. חברינו במגזין האופניים הגרמני Tour ידועים בגישה המדעית שלהם לבדיקות אופניים, הכוללת הכפפת כל מסגרת חשופה לסוללה קפדנית של בדיקות ספסל כדי לברר ערכי קשיחות.
משוואה המבוססת על ציון הקשיחות שהמסגרת משיגה בצינור הראש (נמדד ב-Nm/°), חלקי המסה הכוללת של המסגרת (בק ג), מספקת אינדקס קשיחות למשקל המעניק לטור את Leaderboard עבור הפריימים הקשיחים ביותר…
| אופניים | Date | קשיחות למשקל |
| 1. Cervelo Rca | ינואר 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Specialized Tarmac SL4 | דצמבר 2011 | 141.2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | ספט' 2011 | 139.2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | ינואר 2016 | 131.5Nm/°/kg |
| 5. טרק אמונדה | דצמבר 2014 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. פוקוס איזאלקו מקס | יולי 2013 | 127.1Nm/°/kg |
| 7. לבד F1 | דצמבר 2011 | 125.3Nm/°/kg |
| 8. AXE Lightness Vial Evo | ינואר 2015 | 125.1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | אוקטובר 2015 | 123.9Nm/°/kg |
| 10. Rose X-Lite Team 8000 | דצמבר 2014 | 123.7Nm/°/kg |
ז'רגון פחמן: מה זה אומר?
