Краткий экскурс по необычным велосипедам
Велосипед сегодня — один из наиболее распространенных видов транспорта. Это быстро, удобно, полезно для здоровья и не вредит экологии. Его конструкция настолько эффективна и проста, что «изобретением велосипеда» сегодня называют попытку сделать что-то с технологией, которая и так практически совершенна. Тем не менее, сам велосипед неоднократно дорабатывали, равно как и пытались переизобрести. Рассказываем о том, что получилось в результате некоторых таких попыток.
Само изобретение велосипеда обросло множеством легенд. Например, известна версия, что первым такое транспортное средство изобрел Леонардо да Винчи — мол, его изображение есть среди зарисовок мастера. Однако большинство исследователей сходятся во мнении, что это подделка и что никакого велосипеда Да Винчи не изобретал.
Другая легенда повествует о простом уральском крестьянине Ефиме Артамонове, который сумел из дерева и железа собрать первый в мире образец беспедального велосипеда — беговела. По легенде, в 1800 году Артамонов на своем велосипеде совершил первый же в мире велопробег, проехав две тысяч верст из Тагильского заводского поселка (ныне Нижний Тагил) в Москву. За это ему даровали свободу. Правда, изучение велосипеда Артамонова, хранящегося в Краеведческом музее Нижнего Тагила показало, что собран он был в конце XIX века, вероятнее всего, по английским чертежам.
Что касается достоверных сведений, то первый прототип велосипеда придумал в 1817 году — и запатентовал в 1818-м — немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карлсруэ. Его двухколесное транспортное средство было выполнено из дерева, имело руль с поворачивающимся передним колесом и седло, расположенное прямо на раме. Наездник садился в седло и ехал, отталкиваясь ногами от земли.
С 1830-х годов стали появляться велосипеды с педалями. Они имели прямой привод, то есть педали были жестко прикреплены к втулке — один оборот шатунов соответствовал одному обороту переднего колеса. Наиболее известным из таких ранних велосипедов является «пенни-фартинг». У него было огромных размеров переднее колесо, как раз из-за прямой передачи — благодаря большой окружности оно давало бо́льшую скорость. Привычные нам велосипеды с цепной передачей на заднее колесо начали выпускаться с 1885 года.
Классический велосипед, конструкция которого в целом не претерпела значительных изменений за последние 136 лет, состоит из рамы, построенной из двух треугольников, вилки, переднего и заднего колес, подседельного штыря с седлом, шатунов с педалями и ведущей звездочкой и цепи, передающей вращение на звезду заднего колеса. Некоторые компании пытались «играть» с этой конструкцией (например, у компании GT есть запатентованная конструкция рамы из трех треугольников Tripple Triangle), но в целом внешний вид остается неизменным.
Были и попытки переизобрести велосипед — создать новую конструкцию этого транспортного средства. Многие из таких разработок ориентированы на компактность, чтобы жители городов могли перемещаться по улицам и пользоваться общественным транспортом. Другие нацелены на повышение энергетической эффективности велосипеда, то есть снижение затрачиваемых килокалорий на преодоление некоторого расстояния.
Это как?
При ходьбе с средней скоростью 5 километров в час пешеход затрачивает 60 килокалорий на один километр. Велосипедист тратит 15 килокалорий на один километр пути, если едет со средней скоростью 30 километров в час.
Некоторые изменения конструкции велосипеда: геометрии рамы, длины шатунов и положения седла относительно кареточного узла могут сказываться на энергетической эффективности велосипеда в ту или иную сторону.
В 1930-х годах итальянская компания Abici представила велосипед Velocino. Внешне он очень напоминал английский «пенни-фартинг», только имел очень короткую колесную базу, а большим было заднее колесо. Рама этого велосипеда представляет собой один четырехугольник, к нижнему заднему углу которого крепится заднее колесо, а через переднюю трубу проходит шток вилки. Велосипед имеет цепную передачу на заднее колесо. Ручки руля велосипеда расположены на уровне коленей ездока.
Почему именно такая конструкция была выбрана для Velocino, компания Abici не уточняла. По одной из версий, транспортное средство было сделано таким из соображений компактности — для комфортного передвижения по городу и безопасности пешеходов. Якобы, в случае угрозы столкновения с пешеходом велосипедист может выставить ладонь вперед и не ударить человека колесом или рулем велосипеда. Abici Velocino выпускается серийно и сегодня, его можно приобрести за 599 евро.
Какими-то передовыми технологиями Velocino при этом не блещет: стальная рама с порошковым окрашиванием, алюминиевые обода со стальными спицами, односкоростная втулка заднего колеса с ножным тормозом (для остановки педали нужно провернуть назад).
В 2013 году эстонская компания Velonia Bicycles (сегодня называется Viks) представила велосипед Viks. Рама этого велосипеда собрана из стальных изогнутых труб и отличалась от классической схемы двух треугольников. В передней части она имела изгиб по форме колеса, напоминая автомобильную колесную арку. Подседельной трубы у велосипеда не было. Каретка с шатунами и педалями крепилась к нижней прямой трубе идущей от заднего угла рамы к переднему углу колесной арки.
Вилка велосипеда представляла собой две трубы, приваренные к двум «коронам». В отверстия в коронах продевался шток вилки; он же проходил через рулевой стакан, приваренный к передней части рамы. Таким образом формировалось своего рода шарнирное соединение. Каких-либо скоростных или энергетических преимуществ велосипедисту такая конструкция рамы не дает. Ее основная задача — привлекать внимание, и только. Рама велосипеда по заказу может быть оснащена креплениями по все современные виды трансмиссий, включая и беспроводные переключатели скоростей.
В 2016 году Viks обновила велосипед, сделав раму из легкого алюминиевого сплава. Он получил название Viks GT. При этом конструкция рамы не изменилась. Сегодня компания собирает Viks GT на заказ небольшими партиями. В базовом варианте велосипед оснащается ременной передачей с шевронным ремнем и литыми алюминиевыми колесами. Стоит велосипед 7400 евро.
В 1985 году британская компания STRiDA наладила серийный выпуск очень компактного складного городского велосипеда. Это был небольшой велосипед с рамой из одного треугольника и маленькими пластиковыми колесами. Шток рулевой вилки проходил через трубу переднего ребра треугольника, а седло крепилось посередине заднего ребра. Кареточный узел с шатунами и педалями располагался на нижней грани треугольника. Велосипед был оснащен ременной трансмиссией с шевронным ремнем.
Велосипеды STRiDA довольно быстро стали популярными. В первую очередь популярность им обеспечила складная конструкция. Нижняя труба рамы в передней части имеет кнопочный фиксатор, нажав на который, можно поднять вверх нижнюю трубу рамы и прижать к задней, а потом подвести к ней переднюю. Педали также выполнены складными. В сложенном виде велосипед напоминает трость, которую удобно катить рядом с собой.
Сегодня велосипеды STRiDA выпускаются в нескольких версиях и цветах, отличающихся друг от друга используемыми материалами. Например, колеса могут быть как литыми пластиковыми, так и металлическими с алюминиевыми ободами и стальными спицами. Стоимость велосипедов начинается от 480 евро.
В 1920-х годах был изобретен велосипед, получивший название лигерад (или рикамбент). Он отличался тем, что ездок размещался в нем полусидя. Кареточный узел с шатунами был вынесен на кронштейне впереди рамы, а цепь приводила в движение переднее колесо. При этом рулевым в лигераде было заднее колесо. С точки зрения энергетической эффективности лигерад превосходил классические велосипеды — ездок мог поддерживать высокую среднюю скорость движения, прикладывая заметно меньше усилий.
При педалировании на лигераде мускульные усилия используются более эффективно. Велосипедист полулежа (а в более поздних моделях лигерада ездоки и вовсе лежали в седле) упирался спиной в спинку сиденья, получая дополнительную точку опоры. Благодаря этому и появлялась возможность передавать дополнительные мышечные усилия на педали. Кроме того, благодаря полулежачему или лежачему положению ездока становилась эффективнее аэродинамика лигерада — велосипедисту приходилось трать меньше сил на преодоление лобового сопротивления во время езды.
Впервые лигерад был использован на международных велогонках в 1933 году, но уже спустя год такой вид транспорта запретили использовать в спортивных соревнованиях, поскольку даже велосипедист с небольшой физической подготовкой мог составить серьезную конкуренцию профессиональным спортсменам. Позднее для лигерадов были организованы отдельные гонки. Для таких гонок на лигерады обычно устанавливают дополнительный аэродинамический обвес — легкие панели, из-за которых велосипед начинает напоминать уже небольшой автомобиль.
Рикамбенты серийно выпускаются и сегодня. Эти велосипеды оснащены удобными креслами, легкими колесами, цепной трансмиссией с переключателем скоростей. Такой вид транспорта иногда выбирают велотуристы, путешествующие на большие расстояния. Современный лигерад, сделанный из легкого алюминиевого сплава, позволяет ездоку долгое время поддерживать среднюю скорость движения 35-40 километров в час. Стоимость таких велосипедов начинается от 300-400 евро и зависит от используемых материалов и велосипедных компонентов.
В начале 2000-х годов начали появляться велосипеды, сочетающие в себе эллиптический тренажер и, собственно, велосипед. Эллиптическим называется педальный тренажер, имитирующий ходьбу с нагрузками. В нем человек давит с помощью мускульных усилий и собственного веса на педали, связанные с утяжеленным маховиком цепью, шевронными ремнями или рычагами.
Эллиптический велосипед повторяет принцип эллиптического тренажера, только в роль маховика, на который передается вращение педалей, выполняет заднее колесо. Такие велосипеды обычно не имеют переключателя скоростей. Эллиптический велосипед изобрели специально для занятий спортом, его энергетическая эффективность целенаправленно снижена — расход калорий на таком транспортном средстве на один километр пути выше, чем в среднем у велосипеда или даже обычной ходьбе.
Сегодня выпуском эллиптических велосипедов занимаются несколько компаний, а стоимость таких транспортных средств начинается от 800 евро.
Василий Сычёв