חישוקי הגלגלים הולכים ומשמינים, מה שנראה מנוגד להפיכתם למהירים יותר, אז מה קורה?
היגיון מציע שאם אתה רוצה שמשהו יחתוך באוויר במהירות, תעשה אותו דק וחד - כמו קונקורד. הוא היה בצורת חץ בעוד מטוסי נוסעים אחרים היו בולבוסים, וכתוצאה מכך הוא יכול היה לחצות את האוקיינוס האטלנטי תוך פחות משלוש שעות. אותה חשיבה חלפה בדורות הראשונים של גלגלי אוויר בחתך עמוק: חלקי V דקים ועמוקים מתחדדים לקצה חד, מה שעשה רושם של חיתוך באוויר ביעילות מרבית. זה היה הגיוני אינטואיטיבי, אבל הזמנים השתנו.
חוד החנית של עיצוב הגלגלים כעת הוא, ובכן, פחות חיתוך ויותר בוטה. הקצוות רוככו והחישוקים התרחבו במידה שנאמר לנו כעת שפרופילי חישוקים שמנים ומעוגלים הם הצורה הטובה ביותר של רמאות הרוח לביצועים מכל עבר. אז מה קרה?
רוחות Hed
התומך המקורי של צורת החישוק הרחבה יותר היה Hed Wheels, עם מייסדה, סטיב הד המנוח, שהניע חלק גדול מהחשיבה בשנות ה-80. כאשר Hed השיקה את ערכת הגלגלים השמנמנה ורחב הפרופיל של סגסוגת אלומיניום ארדנים באמצע שנות ה-2000, והמליצה להתאים אותו לצמיגים של 25 מ"מ ולא לצמיגי 23 מ"מ הנמצאים בכל מקום, רבים הביעו חוסר אמון בכך שזו יכולה להיות התקנה מהירה יותר. בזמנו, הפרטים הטכניים היו מעורפלים. נראה היה כאילו Hed חיפשה יציבות טובה יותר של צמיגים לשליטה רבה יותר בסיבובים, יחד עם הקטנת הסיכוי לקליטת שטחים בשטח קשה, אולם המחקר הראשוני בשנות ה-80 הראה גם שחישוקים רחבים יותר יכולים להיות מהירים יותר מבחינה אווירודינמית. ואז, כשהפטנט של Hed היה ב-2009, הדלת נפתחה לגל של חדשנות.
מייקל הול, מנהל הפיתוח המתקדם של יצרנית הגלגלים Zipp, אומר, "במשך שנים התעשייה רדפה אחרי יעילות הגרר הכוללת [התוצאות המהירות ביותר בבדיקות מנהרות רוח] מבלי להתייחס למידת הביצועים של רכיבים אלה בתת- ימים אופטימליים בעולם האמיתי.בעולם האמיתי, הרוכבים צריכים להתמודד עם כל מה שהסביבה שלהם זורקת עליהם. עבור גלגלי Firecrest שלנו, שהושקו ב-2010, העברנו את המיקוד שלנו והמוצרים שהתקבלו ביקשו להיות יציבים וצפויים יותר בכל כיוון רוח מזה של הדורות הקודמים שלנו.'
קווין קוואן, מנהל ההנדסה ב-Knight Composites, מפרט יותר: 'הדרך שבה אנחנו מעצבים היא מהקצה האחורי, כלומר החצי האחורי של הגלגל.' זה אולי נשמע מנוגד לאינטואיציה בהתחשב בכך שהוא הצמיג והמוביל קצה החישוק שפוגע ראשון ברוח, אבל קוואן אומר, "המחקר שלנו מראה שכאשר הרוח פוגעת בצמיג בזווית פיתול [כל זווית מלבד ישר] הוא הולך להתנתק [לאבד את הזרימה החלקה שלו על השפה], אז הצורה האווירודינמית בקדמת החישוק לא עושה הרבה - היא כמעט תמיד נתקעת.' במילים אחרות, אין טעם לתעדף צורה אווירודינמית בחזית.
הטבות Aero
כדי להבין כיצד חישוק רחב יותר יכול לשפר את האווירודינמיקה במקום להגדיל את הגרר, עלינו לשקול את העובדה שהאוויר שאנו רוכבים בו אינו מתנהג באופן עקבי.אפילו ביום רגוע, האוויר הוא בלגן מתערבל ומורכב. מה שהמדע האווירודינמי הבין הוא שדינמיקת נוזלים אופטימלית - האופן שבו האוויר מקיים אינטראקציה עם הצורות ומרקמי פני השטח איתם הוא בא במגע - מסתכמת בהפחתת החיכוך.
כשזה מגיע לזרימת אוויר, יש שלוש קטגוריות רחבות. הקטגוריה הראשונה היא זרימת אוויר "למינרית". זהו המצב הרצוי ביותר עבור הפסדי חיכוך נמוכים והוא מתייחס לאוויר הנע בקווים חלקים, ישרים או מתעקלים. כאשר הוא נתקל באובייקט נע, זרימת אוויר למינרית נפרדת, מחליקה סביב האובייקט, ואז ממשיכה את זרימתו בצד השני במינימום מהומה.
המצב השני הוא 'סוער'. כפי שהשם מרמז, הוא מתייחס לאוויר מבולבל שרחוק מלהיות זרימה חלקה, למרות שיכולים להיות בו אלמנטים של אוויר "למינרי" ו"עצור" בתוכו. הסיבות לסערה יכולות להיות רבות: אולי זה יום סוער, או שאתה עוקב מקרוב אחר רוכב אחר, או שיש מכוניות ומשאיות שעוברות במקום.תנאים לא אופטימליים אלו נקראים לפעמים אוויר 'מלוכלך', וזה המצב הנפוץ ביותר בו אנו רוכבים.
התנאי השלישי 'נתקע'. זה כאשר האוויר כבר לא זורם, אלא מסתחרר לכיוונים שונים בבת אחת. מצב זה גורם לכמות החיכוך הגדולה ביותר וככזה יש לו את ההשפעה הגדולה ביותר על האטת הרוכב.
מה שכל זה אומר הוא שלמרות שזה נהדר שיש שילוב של גלגל וצמיג שעובד היטב בזרימה למינרית, כאשר אתה מגיע חזיתית במנהרת רוח, מה מועיל יותר בתרחישים בעולם האמיתי הם גלגלים וצמיגים שפועלים היטב באוויר סוער. העיצובים המודרניים המוצלחים ביותר שואפים למעשה לקחת אוויר סוער ולהפחית את הגרר שלו - כדי לנקות את האוויר המלוכלך. זו אחת הסיבות לכך שחישוקי גלגלים דקים וחדים מוחלפים בחישוקים רחבים ועגולים יותר - העיצובים החדשים פשוט מהירים יותר בחיתוך האוויר המבולגן שבו נתקלים הרוכבים ברוב הרכיבות בעולם האמיתי. אבל יש סיבה מרכזית נוספת לכך שהחישוקים מתרחבים, והיא התנגדות הגלגול.
צור קשר עם ספורט
המעבר לחישוקים רחבים יותר הוא בחלקו תוצאה של מעבר בו-זמני לעבר צמיגים רחבים יותר. במקום שצמיגים בקוטר 23 מ"מ היו הנורמה, יותר רוכבים ויצרנים בוחרים במקום זאת ב-25 מ"מ, ולעתים אף רחב יותר.
'המחקר של קונטיננטל מראה שלצמיג 25c יש התנגדות לגלגול פחותה ב-10-15% מצמיג 23c', אומר קוואן. "קונטיננטל הראתה שאם יש לך צמיג גדול יותר, חלקת המגע, במקום להתארך, נעשית קצרה יותר אך רחבה יותר, כך ששטח הפנים בפועל על הכביש נשאר זהה באותן לחצים."
זה מגובה בממצאים של יצרנית הצמיגים Schwalbe. מנהל המוצר מרקוס חכמייר אומר, אם אתה משווה צמיגים עם רוחב שונה אך מפרט זהה - אותו תרכובת, פרופיל ולחץ ניפוח - במונחים של התנגדות גלגול רחב יותר מהיר יותר. אם תדמיינו את האופניים והרוכב שלכם חונים על יריעת זכוכית ושאתם מסתכלים מלמטה אל המקום שבו הצמיג פוגש את הזכוכית, הייתם רואים שתי צורות שונות באופן מובהק.על צמיג צר הצורה תהיה ארוכה ודקה, אליפסה. על צמיג רחב יותר תיקון המגע הזה יהיה קצר יותר ושמן יותר, יותר מעוגל, וכך משתמשים בפחות מהחוטים המרכיבים את הדופן הצדדית ועוזרים ליצור התנגדות לגלגול בכל רגע נתון, והחיכוך קטן יותר״.
זה הכל טוב, אבל למה לא פשוט להתאים צמיגים רחבים יותר לחישוקים צרים? כאשר החישוק צר, הצמיג יוצר צורת 'נורה' במבט בפרופיל - צבוט במקום בו הוא מתחבר לחשוק, ומתרחק מהחישוק. עם חישוק פנימי רחב יותר, הצמיג יוצר יותר צורת 'U' הפוכה, מה שעוזר ליצור כתם מגע עגול יותר עם הכביש ובעקבות כך פחות התנגדות לגלגול.
הרוחב הפנימי של חישוקי גלגלי הכביש - המרחק בין שני האוגנים המחוברים המושבים את חרוז הצמיג - היה עד לאחרונה סביב 14 מ"מ. ביבול הראשון של חישוקים רחבים יותר, החלל הזה גדל ליותר כמו 16 מ"מ, וכעת היצרנים מרחיבים אותם שוב. טווח Aeolus TLR D3 האחרון של Bontrager, שהושק מוקדם יותר השנה, הרחיב את הרוחב הזה מה-D3 הקודם שלו ב-17.5 מ"מ עד 19.5 מ"מ מאסיבי, עלייה משמעותית באחוזים. מילת אזהרה מגיעה ממישל לטהנט מיצרנית הגלגלים Mavic. "שני האלמנטים [הצמיג והחישוק] צריכים להיות מתוכננים כך שיתאימו בצורה מושלמת כדי לשפר את המערכת. אם לא, זה לא הגיוני עם האינרציה העולה, המשקל המסתובב והגרר האווירי להשתמש רק בצמיג רחב יותר. בנוסף, יש לחשוב על היבט הבטיחות אם אתה מחשיב את התרחיש ההפוך - צמיג צר בשימוש על חישוק רחב מדי. זה עלול להוות סיכון גבוה שהצמיג לא יושב כהלכה ועלול להתפוצץ.'
בטיחות עם משהו חיוני כמו צמיגים חשובה ביותר, וקוואן מוסיף: "כרגע 17-18 מ"מ [רוחב מיטת שפה פנימית] נראה בסדר, אבל רחב יותר, נניח עד 20 מ"מ, ואנחנו נכנסים טריטוריה לא ידועה. כרגע לא ראינו השפעות שליליות, אבל זה עדיין לא ממש נצפה במיינסטרים.'
המשיח של ידית
רק כדי להוכיח שגלגלים הם אולי הבעיות המורכבות ביותר של מהנדסים להתמודד איתם, יש עוד שיקול חיוני בתקציר התכנון: טיפול.
'זה גורם חשוב מאוד', אומר סיימון סמארט, מנהל טכני של Smart Aero Technology ומעצב מערכת הגלגלים האווירית של Enve Composites (Enve SES). אם נחזור שבע שנים אחורה, ספורטאים היו מגיעים למנהרת הרוח ונזהה את סט הגלגלים המהיר ביותר עבורם. אבל גילינו שלעתים קרובות בעולם האמיתי הגלגלים היו איטיים יותר. זה לא היה בגלל שמנהרת הרוח הייתה שגויה, זה פשוט בגלל שהרוכבים לא יכלו לשמור על קו ישר בזמן מירוץ כי הגלגלים חסרי יציבות.'
חלק מהנסיעה המהירה היא היכולת לשמור על שליטה, כך שאם גלגל חסר יציבות ברוח צולבת או באוויר סוער, התוצאה היא אובדן הביטחון ללכת מהר והביצועים בהכרח נפגעים. "בשבילי, יציבות הרכיבה הייתה הדבר הגדול שחסר בביצועי הגלגל, וידעתי שאם נוכל לפתח גלגל קדמי יציב יותר אז גם אם הוא יתברר מעט יותר איטי במנהרת הרוח, ידעתי שהוא יהיה מהיר יותר בעולם האמיתי ", אומר סמארט."לכן התחלתי בתוכנית הפיתוח עם Enve, עם טיפול בראש סדר העדיפויות."
כל זה מצביע על כך שהגלגל והצמיג חייבים לעבוד יחד כחבילה שלמה לפתרון אופטימלי, לא רק באווירודינמיקה אלא גם ביציבות במהירות, בטיפול צפוי והתנגדות גלגול נמוכה יותר. לאור זאת, האם נראה בעתיד יצרני גלגלים עובדים קרוב יותר עם יצרני צמיגים?
במקרה של Bontrager, הם כבר אותו דבר. ריי הנשטיין, מנהל מוצר הגלגלים של Bontrager, אומר, מהנדסי הגלגלים והצמיגים שלנו נחשבים אותו הדבר. גלגלים וצמיגים כל כך שלובים עד שאי אפשר לפתח אחד לפוטנציאל שלו מבלי שתהיה לך הבנה אינטימית של השני. החבר'ה האלה עובדים באותו חדר, רוכבים יחד, אוכלים ארוחת צהריים ביחד.' זה סיפור דומה אצל Mavic ו-Zipp, שמייצרים צמיגים משלהם וגם גלגלים, ולכן יכולים ליצור מוצרים בהתאמה מדויקת. השאלה הגדולה שנותרה לענות היא: האם הגענו לפסגה? סמארט אומר, 'עיצוב חישוקים הוא די אתגר, אבל מרגש.בחמש השנים האחרונות עיצובי המסגרת השתנו מעט, ודברים כמו מתן אפשרות לצמיגים רחבים יותר נתנו לנו את החופש לחקור חישוקים רחבים עוד יותר. כמו ברוב הדברים, יש נקודה להפחתת התשואות, אבל אני חושב שעדיין לא הגענו לשיא.'
בסופו של דבר, צמיגים רחבים יותר ופרופילי גלגלים רחבים בהתאם הם הדרך בה צועד הענף, והבחירה הנכונה לרוכבים אם אתם רוצים רווחים מקסימליים בסוג התנאים שכולנו חווים מדי יום ביומו, עם טיפול צפוי מראש.. המדע מגבה את זה, אז אולי הגיע הזמן לדחות את המבט המצומצם ולהרחיב את הדעת.
