Немного о велосипедах

Известно, что самые первые модели велосипедов были сделаны из дерева. Однако это не помешало велосипедистам в 1869 году провести первую гонку между Парижем и Руаном. Длина дистанции заезда составила примерно 120 километров. Участникам соревнований удалось преодолеть предложенную дистанцию со средней скоростью порядка 11 километров в час. Именно с тех времен берут свое начало соревнования на велосипедах, и вскоре после проведения первой гонки на велосипедах стали активно создаваться велотреки.

В России первые соревнования на велосипедах прошли в конце июля 1883 года. Местом проведения гонки стал Московский ипподром, отличительной особенностью данного заезда стало то, что в нем принимали участие не только велосипедисты, но и наездники. Однако победа досталась велосипедисту – известному спортсмену Сафонову.

Спустя десять лет после проведения велосипедных гонок в России они пришли в Соединенные Штаты Америки. Впервые американские велосипедные гонки прошли в Чикаго, причем тогда спортсменом было предложено состязание сразу по трем дисциплинам: гонка на десять миль, гонка с лидером и спринт. Гонки на велосипедах вошли в список обязательных дисциплин первой Олимпиады, прошедшей в 1896 году на территории Греции.

ВЕЛОСИПЕДНЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ

В скором времени до многих европейцев дошел тот факт, что велосипед можно использовать для путешествий на длительные расстояния. В 1896 году трое жителей Великобритании объехали всю планету на велосипедах, общая длина их пути составила порядка тридцати тысяч километров. Однако их обошел россиянин Анисим Панкратов, работающий в одной из пожарных частей Казани. В июле 1911 года он выехал из Харбина и уже к осени того же года он был в Санкт-Петербурге.

Оттуда он отправился в Берлин, а далее в Лондон. Атлантику он пересек с помощью парохода, а дальше продолжил путь на велосипеде через пески Небраски и пустыню Кобри, которая является абсолютно безводной. Из Америки Панкратов отправился в Японию, а уже оттуда в Китай и Корею. В Харбин россиянин вернулся в конце июля 1913 года, преодолев чуть более пятидесяти тысяч километров пути. За преодоление столь большого расстояния Панкратов был награжден Международным союзом велосипедистов «Бриллиантовой звездой».

В 1928 году Глеб Травин, спортсмен-велосипедист отважился на сложное и в то же время уникальное путешествие. На протяжении трех лет он на велосипеде объезжал сухопутные границы СССР. Стартовой точкой его путешествия стала Камчатка, затем он обогнул южную и западную границы страны. После этого он поднялся на побережье Северного Ледовитого океана и по нему смог возвратиться на Камчатку. Некоторые велосипедисты и сегодня устраивают себе небольшие путешествия на велосипеде.

ЧТО ТАКОЕ ВЕЛОМОБИЛЬ?

Многие признают, что велосипед обладает одним, но весьма существенным недостатком – у него нет кузова, который бы смог защитить ездока от жары или же дождя. На протяжении многих лет изобретатели пытались избавиться от этого недостатка, однако, все они терпели неудачу. В 1970-ых годах ситуация изменилась, во многом, это произошло благодаря авиационному инженеру Бундшуху. Именно он сконструировал экипаж, который получил название «Педикара» из-за своего сходства с легковым автомобилем и велосипедом. Он кардинально отличался от всех конструкций, которые предлагались учеными в 1930-1940-ые годы. Именно «Педикар» сочетал в себе важнейшие технологические новинки автомобилестроения того времени вместе с теми легкими конструкциями, которые предлагались авиаконструкторами. Внешне «Педикар» был похож на небольшой автомобиль, его масса не превышала пятидесяти килограммов, и он мог перевозить водителя, ребенка, а также небольших размеров багаж. Двигаться можно было, только раскручивая ножные педали. Такой агрегат мог разгоняться до 30-40 километров в час. Эта машина сумела соединить в себе важнейшие качества, которые были в наличии у автомобиля и велосипеда – закрытость кузова и функционирование с помощью силы ног. Подобные конструкции получили название веломобилей, и вскоре стали активно использоваться, поскольку были удобными, экономичными, простыми в использовании, а также экологичными. Произошло это в начале 1970-ых годов, и вскоре веломобили стали стремительно распространяться по всей планете. Необычное название этого транспортного средства появилось вследствие синтеза двух слов из латинского языка – “velox” (в переводе – быстрый) и “mobilis” (в переводе – перемещающий).

Согласно проведенным исследованиям, веломобиль существенно выигрывает у велосипеда с точки зрения энергозатрат, поскольку обладает улучшенными аэродинамическими свойствами. Таким образом, человеку не приходится затрачивать свои силы на то, чтобы удержать собственное равновесие. Веломобиль более безопасен по сравнению с обычным велосипедом, поскольку он защищает водителя не только от неподходящих погодных условий, но и от различного рода ударов. Кроме того, данное транспортное средство обладает некоторыми приборами, взятыми от автомобилей: тормозами, рулем, спидометром. Среди главных недостатков веломобиля следует отметить тот факт, что с его помощью сложно ездить по трассам с неровной дорогой и большими подъемами.

В России первый подобный веломобиль появился в 1975 году. Его создателем выступил Ю. Стебенко, ученый из автомобильного института, расположенного в Харькове. Веломобиль получил имя «Вита», тогда он мог развивать скорость в 20 километров в час, при этом его масса составляла порядка 29 килограммов.

В 1980-ых годах веломобили обрели огромную популярность – их стали изготавливать практически во всех развитых странах планеты. Прогресс дошел до того, что начали появляться спортивные и даже грузовые веломобили. Параллельно с этим появлялись клубы, в которых собирались энтузиасты биологически чистого транспорта. Один из таких клубов появился в конце 1980-ых годов в Москве.

Следует отметить тот факт, что в Советском Союзе так и не смогли наладить возможность промышленного производства данного транспортного средства. Именно поэтому мы решили рассказать о технических требованиях, которые предъявлялись к веломобилям их создателями.

Двигаясь на велосипеде, человек вне своего желания преодолевает определенные внешние силы, которые действуют согласно законам природы. Однако все эти силы могут принести как вред, так и пользу, это зависит от обстоятельств движения человека.

Вне зависимости от того, стоит ли велосипед с ездоком или же едет, его колеса прижимаются к дорожному покрытию с одинаковым усилием, которое равносильно суммарного весу человека и велосипеда. Та сила, которая сцепляет колеса велосипеда и дорогу, находится в зависимости от нескольких обстоятельств: массы, приходящейся на каждое колесо, состояния шин, а также качественности трассы. Связь дороги и массой, которая приходится на каждое колесо, является коэффициентом сцепления, который играет огромную роль во время совершения торможения и обеспечивает безопасность поездки. Чем выше этот коэффициент, тем быстрее в случае опасности можно будет остановиться. Когда человек движется с помощью велосипеда, он находится под взаимным воздействием сил сопротивления дороги и воздуха. Для того, чтобы велосипедист мог ехать вперед, ему необходимо справиться с той силой сопротивления воздуха, которая возникает при качении колес. Но это далеко не все – в том случае, если велосипедист поднимается в гору, ему придется справиться и с силой сопротивления. При разгоне или торможении велосипедист подвергается воздействию инерции. При наращивании скорости велосипедисту приходится справляться с нежеланием транспортного средства двигаться вперед, а при торможении – с желанием велосипеда продолжать движение. По сути, инерция всегда направлена в сторону, противоположную той, к которой прикладывают усилия. Этот закон изучается в школьном курсе физики.

ПОЧЕМУ ВЕЛОСИПЕД ОБЛАДАЕТ ПОВЫШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ?

Этот вопрос интересует многих специалистов, чья деятельность связана с транспортными средствами. Существует сразу несколько гипотез, позволяющих в той или иной мере ответить на данный вопрос. Одна из них считает, что человек, пытаясь сохранить баланс в пространстве, удерживает равновесие и для велосипеда. С помощью данной теории снимается вопрос о том, почему велосипед с неисправным рулем не может двигаться. Чем больше скорость, с которой движется велосипедист, тем ему легче удерживать баланс в пространстве. По сути, речь идет о так называемом «человеческом факторе».

С помощью второй теории устойчивость велосипеда объясняется его технической составляющей. По мнению сторонников данной теории, сохранить равновесие велосипедисту помогают гироскопические силы, которые начинают действовать тогда, когда начинают крутиться колеса. Однако данная теория во многих смыслах неоднозначна, поскольку она не дает прямого ответа на вопрос об устойчивости велосипеда. Более того, ученые провели исследование, и выяснилось, что при отсутствии гироскопических сил велосипед также продолжает сохранять равновесие во время движения.

Во многом, устойчивость данного транспортного средства имеет место быть из-за существования взаимосвязи между велосипедом и его рулевым управлением.

МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ НА ВЕЛОСИПЕДЕ

Кататься на велосипеде можно с той скоростью, которую человек может достичь благодаря своей физической подготовке, специфике трассы и особенностям транспортного средства. В среднем, скорость велосипедиста редко переваливает за порог в 40 километров в час. В середине 1980-ых годов Франческо Мозер, известный велосипедист, поставил рекорд, перемещаясь в течение 60 минут со скоростью, равной 50 километрам в час. По мнению специалистов, максимальная скорость движения на велосипеде, которую может развить человек за час, равна 55 километрам в час, и то, это возможно при условии, что используется велосипед с двумя совершенно одинаковыми по размеру колесами.

Скорость движения, в первую очередь, зависит от того, насколько физически силен человек. Общеизвестным является тот факт, что человек в состоянии на протяжении долго времени производить мощность в 0,2 лошадиные силы, а за 10-15 секунд может произвести до лошадиной силы. Скорость формируется, исходя из отношения мощности к преодолеваемому сопротивлению. Последние появляется, благодаря силе трения между компонентами транспортного средства, а также силе сопротивления колес поверхности и силе сопротивления воздушных масс.

Огромное значение имеет то, как именно велосипедист крутит педали. Ученые выяснили, что существует порядка десяти режимов педалирования, которые можно использовать при поездке на велосипеде – в первую очередь, они отличаются рельефом, по которому велосипедисту приходится передвигаться. При попытках совершенствования данного транспортного средства совершенствовали и педали. Изначально существовали только лишь педали дорожного типа, и только спустя какое-то время появились педали с ремнями, зацепками и шипами.

Способ педалирования, в первую очередь, зависит от того, каким мастерством обладает велосипедист. Чем выше его профессионализм, тем он успешнее применяет способы вращения педалей, имеющиеся в его арсенале. Профессиональные спортсмены способны кратковременно добиваться мощность в две лошадиные силы.

Как известно, велосипедистам намного проще передвигаться, пристроившись кому-нибудь «в хвост». Это действительно так, и во многом, это объясняется тем, что велосипедисту таким образом намного легче справиться с силой сопротивления воздуха, которая способна поглотить до 80% всей мощности, производимой велосипедистом. В том случае, если перед ним едет лидер команды, он создает в воздухе некий коридор, с помощью которого велосипедисту будет намного легче двигаться вперед. Именно поэтому велосипедисты стараются до начала движения обеспечить максимально удобные аэродинамические условия, для этого они удаляют с велосипедов лишние детали, используют специальные типы колес, да и сами надевают эластичную униформу. Однако существует еще один путь, который может помочь велосипедистам улучшить аэродинамические условия во время движения, для этого необходимо поместить велосипед в специального типа оболочку. Данный способ был изобретен в начале двадцатого века французским ученым Этьеном Бюно-Вариллой. Он сконструировал из полотна и фанер оболочку, и прикрепил ее к велосипеду. Несмотря на то, что вся конструкция больше походила на дирижабль, чем на наземное транспортное средство, именно с помощью оболочки на этом велосипеде удалось развить максимально возможную скорость – 58 километров в час. Согласно итогам проведенных исследований, при использовании данной оболочки можно снизить воздушное сопротивление примерно на 80%.

Ученые достаточно долго исследовали вопрос о максимально возможной скорости велосипедиста, и в итоге пришли к выводу о том, что физически развитый ездок на велосипеде может разогнаться до 94,8 километров в час. Один из известнейших на планете химических холдингов предложил тому, кто сможет не просто побить рекорд, но и разогнаться на велосипеде до 105 километров в час, крупный денежный приз. Несмотря на то, что холдинг перестраховался, в 1986 году планка скорости в 105 километров в час была взята Фредом Маркхэмом, спортсменом из Соединенных Штатов Америки. Ему удалось побить рекорд, поскольку он совершал поездку на плато, расположенном высоко в горах, где воздух, по сравнению с мегаполисами, является более разряженным. Кроме того, рекорд удалось побить с помощью заранее установленной на транспортное средство кабины-обтекателя.

Несмотря на все достоинства, которыми обладает велосипед, в соревнованиях продолжают использовать его классическую разновидность. Произошло это потому, что Международный союз велосипедистов в середине 1950-ых годов принял решение запретить использование оболочек, позволяющих существенно увеличивать скорость. В качестве главного аргумента МСВ привел тот факт, что они занимаются организацией гонок между велосипедистами, а машины их не интересуют.

Согласно историческим записям, скоростные рекорды всегда ставились, благодаря улучшению аэродинамических качеств велосипеда. В 1909 году французский спортсмен Поль Гиньяр сумел достичь скорости в 100 километров в час, просто следуя за лидером потока. На сегодняшний день рекордная скорость велосипедиста превосходит даже самые смелые ожидания. Американский спортсмен Д. Эббот, следовавший за автомобилем, бравшим на себя основной аэродинамический удар, удалось разогнаться до скорости в 223,126 километров в час. На сегодняшний день эта скорость считается рекордной.

ВЕЛОСИПЕД – ТРАНСПОРТ, НЕ ВЫХОДЯЩИЙ ИЗ МОДЫ

Как только первый бум на велосипеды в США и Америке схлынул, увлечение данным транспортным средством стало быстро сходить на «нет». Во многом, это произошло потому, что его конкурент – автомобиль, стремительно набирал в тот момент обороты. Однако, следует отметить, что данный процесс был характерен далеко не для всей планеты. Велосипед до сих пор остается важнейшим транспортным средством в большинстве стран, расположенных в юго-восточной Азии.

В 1970-ые годы увлечение на велосипеды вновь дало о себе знать. Причин этому было достаточно много – высокие цены на топливо из-за нефтяного кризиса, а также наличие достаточно большого количества случаев заболевания гиподинамией, появляющейся из-за нехватки физических нагрузок. Особенно популярностью велосипед начал пользоваться на территории США, где в 1972 году количество этих проданных транспортных средств в разы превысило число проданных автомобилей. В начале 1970-ых годов ежегодно производилось порядка 40 миллионов единиц велосипедов. В России велосипед также испытывал бум популярности, особенно это касалось небольших городских поселений, деревень и сел. Во многих городах велосипед в выходные дни становился основным видом транспортных средств, появляющихся на улице. Сегодня велосипед вновь находится на грани подъема, при этом данное транспортное средство продолжает активно развиваться. На сегодняшний день существует более двадцати тысяч патентов, которые так или иначе касаются велосипедов.

Скорее всего, велосипед сумеет сохранить роль одного из ведущих транспортных средств в 21 веке. Однако, он будет продолжать развиваться, и в дальнейшем, может существенно видоизмениться.