Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Велосипед с одним колесом как называется


Велосипед с одним колесом: название, конструкция, разновидности

На чтение 6 мин. Просмотров 700 Обновлено

Одноколесный велосипед имеет два названия — уницикл и моноцикл. Появились данные модели сравнительно недавно.

Главной отличительной чертой от обычного велосипеда, является наличие лишь одного колеса. Необычная конструкция подразумевает некоторые особенности управления, а также использование его в различных ситуациях.

Велосипед с одним колесом – название

Впервые, одноколесные велосипеда стали появляться на рубеже 19 века. В то время велосипед имел большое переднее колесо и маленькое заднее, назывались они-пенни-фартинг. Именно эту модель считают «родителем» уницикла.

Суть езды на пенни-фартингах заключалась в передвижении как на двухколесном велосипеде, но на неровностях заднее колесо подкидывало, и водитель терял равновесие. Так, люди постепенно начали приучаться ездить на таких конструкциях.

Постепенно внешний вид уницикла изменялся, из-за чего появилось много поклонников такого транспорта.

Конструкция одноколесного байка

В конструкцию моноцикла входят стандартные элементы:

  • одно колесо;
  • сиденье;
  • педали;
  • регулируемая стойка;
  • приводной механизм.

Это схема обычного моноцикла с одним колесом и без руля, цепи и тормозной системы. Именно поэтому, при движении на нем необходимо соблюдать равновесие и не отпускать педали. Передача обычно фиксированного типа, так как отсутствуют тормоза и цепной привод.

Производители унициклов внедряют в новые модели такие усовершенствования:

  • добавляют руль и тормоза;
  • цепную передачу;
  • электроприводы.

Руль в таких конструкциях служит дополнительным источником равновесия. Покупать моноцикл с рулем или без, зависит от человека, так как каждому удобней по своему.

В классическом варианте тормоз располагается под сиденьем, вместе с тормозными ручками. При наличии руля, ручки крепятся там.

Цепную передачу можно встретить на специальных унициклах-«жирафах». По своему размеру такие конструкции выше обычных, поэтому ногами до оси достать очень сложно. Каретку располагают в раме под колесом.

Моноциклы с электроприводом отличаются в сборке от своих «братьев». В таких моделях иногда присутствует несколько рам. Механизм работы похож на одноколесный сигвей.

Разновидности велосипеда с одним колесом

Изначально такие велосипеды встречались лишь на выступлениях в цирке. Постепенно любители экстрима стали пробовать выполнять трюки на необычном транспорте, и выходить на различные поверхности.

Спрос на моноциклы заставил производителей выпускать модели с новыми особенностями и возможностями, отсюда появились:

  • конструкции для фристайла и триала;
  • для езды по бездорожью;
  • дорожные.

На трюковых велосипедах раму выполняют из более прочных материалов, уделяя особое внимание каретке, устанавливая двойной обод и широкие колеса. Усиленные конструкции применяют для занятий фристайлом и триала. Установленный диаметр колес- 20 дюймов.

Унициклы для передвижения по бездорожью подразумевают наличие колес диаметром 24 дюйма. Агрессивная резина необходима для того, чтобы передвижение по неровной поверхности было максимально комфортным. В таких конструкциях устанавливают тормоза. Для того чтобы водитель не ощущал вибраций при езде по кочкам, устанавливают специальные седла на пружинах.

На дорожных моделях допускаются дальние путешествия. На некоторых видах устанавливают дополнительные крепления для сумок. Диаметр колес составляет от 28 до 35 дюймов. В таких конструкциях также обязательны тормоза. Дорожные моноциклы дополняют специальными каретками, для того, чтобы колеса ускорялись.

Стили езды и виды спорта на одноколесном велосипеде

Усовершенствование моделей позволяет использовать одноколесные велосипеды в широких пределах. Именно поэтому их можно использовать не только на тротуарах и дорогах, но и на более серьезных площадках.

Выделяют следующие дисциплины, где используется уницикл:

  1. Триал — высокие скорости и множество препятствий. Для стойкости в таких условиях, моноциклы должны обладать прочностью, выносливостью, а также иметь тормоз.
  2. Фристайл. Техника, где выполняются различные прыжки, петли и другие трюки. Данная дисциплина является одной из самых захватывающих.
  3. Off Road monocycle. Езда по крутой местности, со склонами и впадинами. Такой вид развлечения также пользуется особой популярностью, так как не предъявляет особых требований к велосипеду.
  4. Туризм. Отдельные модели, приспособленные к путешествиям и туризму. Они оснащены отделом для сумок. На таких конструкциях можно преодолевать расстояние до 150 км.
  5. Стрит. Относится к цирковым видам и подразумевает выполнение трюков, обход препятствий и прыжки на тротуарах.

Помимо одиночных дисциплин, одноколесный велосипед используется в таких играх, где на поле находится вся команда.

Хоккей на таких велосипедах очень травмоопасный вид спорта, так как действие разворачивается на льду. Правила игры без изменений, на поле применяют клюшки и шайбу, которую забивают в ворота. Такие игры регулярно проводят Великобритания, Германия и Швейцария.

В баскетболе участники передвигаются по зале на велосипеде. Игра усложняется постоянным движением. Все передачи и броски осуществляются в обычном режиме. Моноциклы для баскетбола имеют 24-дюймовое колесо и облегченные педали. Такие игры активно практикуют в Германии, Великобритании и Франции.

В игре «униполо» используют велосипед вместо лошадей. Размер поля немного меньше, а также изменена форма клюшки.

Как научиться ездить на велосипеде с одним колесом?

Умение кататься на уницикле подразумевает тяжелые и длительные тренировки.

  1. Необходимо овладеть равновесием, чтобы чувствовать велосипед. Для этого проводят тренировки на любом одноколесном велосипеде. На первых порах товарищ может поддерживать тело велосипедиста, или использовать стену в качестве опоры.
  2. Правильная стойка заключается в ровной осанке, без движений вперед и назад. Как только человек научился правильно сидеть, можно переходить к передвижению.
  3. Для того чтобы двигаться на уницикле, необходимо наклониться немного в нужную сторону, при этом, не отпуская педали.
  4. Для того чтобы регулировать скорость, необходимо касаться покрышки колеса ногой.
  5. Следующий этап — научиться разгоняться и останавливаться, а также держать стабильную скорость. Наклон человека во время езды, отвечает за скорость передвижение. Для того, чтобы немного притормозить, следует наклонить корпус назад.

Одноколесный велосипед по истине , непростая конструкция, поэтому необходимо приложить немало усилий, дабы овладеть им. Регулярная практика и хорошая сила воли станут залогом успешной езды.

Как сделать из двухколесного велосипеда одноколесный?

Сделать моноцикл можно на основе расширения передней вилки.

Необходимые компоненты:

  • каретка;
  • седло;
  • педали;
  • подшипники.

Порядок действий:

  1. Снять вилку и расширить её у основания. Рекомендуемая ширина — 130 мм.
  2. Очистить каретку от лишних деталей, оставить необходимо только подседельную трубу.
  3. Подготовить сварку для соединения деталей.
  4. Вверху вилки сделать отверстие, диаметром, как каретка.
  5. Выравнивание линии цепи. Ровнять ее следует по линии осей каретки.
  6. Соединив обе детали, их следует сварить.
  7. Создание фиксированной передачи.
  8. Педали прикрепить по обе стороны от колеса. Втулку следует надежно прикрепить при помощи обода, спиц, шатуна.
  9. Для того чтобы сделать фиксированную передачу, можно заварить трещотку.
  10. Для того чтобы цепь не слетала, следует добавить дропауты. Их приваривают внизу, а вверху прикручивают болтами.
  11. Седло должно идеально подходить под тело человека. В таких конструкциях основная нагрузка идет на спину, поэтому удобная посадка играет не малую роль.

Унициклы известны с давних времен, но их активное применение началось недавно. За историю существования эти велосипеды изменили свой внешний вид и особенности. Любой человек при желании сможет научиться кататься на такой модели. Главное, выдержать обучение и подобрать правильную модель для передвижения.

Изобретение велосипедов (Полная история)

Велосипеды известны тем, что путешествуют в близлежащие места. Они также улучшают здоровье человека, который регулярно пользуется им вместо велосипедов или автомобилей.

Велосипеды в том виде, в каком мы их знаем сегодня, были изобретены не одним человеком в современном виде. Вместо этого на его разработку ушло около 200 лет, и многие изобретатели внесли свой вклад в его разработку. Слово «велосипед» было не первым названием велосипедов. Но за время своего развития они получили много имен; название велосипед было принято позже.

Беговая машина - первая модель велосипеда

Беговая машина

Первый известный велосипед с поддающимся проверке рекордом был создан немецким изобретателем Барном Карлом фон Драйсом. Это был двухколесный велосипед, приводимый в движение человеком. У него не было лопастей, коленчатого вала и резиновых шин, как у современных велосипедов. Вместо этого у этих ранних велосипедов была деревянная рама и деревянные шины. Их можно было привести в движение, только упираясь ногами в землю. Этот первый велосипед назывался «беговая дорожка» - иногда его также называли «лошадкой-хобби».

Г-н Дрейс получил свой первый патент в 1818 году. Затем, еще один патент в Париже, где его велосипед получил название «Велоципед». Velocipede стал очень популярным во Франции, но долго не мог удерживать свою популярность. Наконец, после 1820 года велосипеды стали редко встречаться.

Boneshaker

Boneshaker

Пьер Мишо сделал очень важное усовершенствование бегового тренажера (велосипеда). Он ввел в нее педали, прикрепленные к оси переднего колеса.Появление педалей на какое-то время сделало велосипед снова знаменитым. Но прославился недолго.

.

велосипед | Определение, история, типы и факты

Велосипеды-предшественники

Историки расходятся во мнениях об изобретении велосипеда, и многие даты оспариваются. Скорее всего, никто не может считаться изобретателем, и что велосипед развился благодаря усилиям многих. Хотя Леонардо да Винчи приписывают зарисовку велосипеда в 1492 году в его Codex Atlanticus , рисунок был обнаружен как подделка, добавленная в 1960-х годах. Еще один предполагаемый предок велосипеда, vélocifère или célérifère 1790-х годов, был быстрым конным экипажем, который не считается предшественником велосипеда.

Draisiennes, лошади-любители и другие велосипеды

Первой двухколесной машиной с приводом от всадника, о которой есть неоспоримые доказательства, была модель draisienne , изобретенная бароном Карлом фон Драйсом де Зауэрбруном из Германии. В 1817 году он проехал на нем 14 км (9 миль), а в следующем году выставил его в Париже. Хотя фон Дрейс назвал свое устройство Laufmaschine («беговая машина»), более популярными названиями стали draisienne и velocipede .Машина была сделана из дерева, и сидящий всадник двигался, гребя ногами по земле. Балансовая доска поддерживала руки всадника. Хотя фон Дрейсу были предоставлены патенты, копии вскоре стали производиться в других странах, включая Великобританию, Австрию, Италию и США.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Денис Джонсон из Лондона купил draisienne и в 1818 году запатентовал улучшенную модель как «прогулочную коляску».В следующем году он произвел более 300 лошадей, и они стали широко известны как лошади-любители. Они были очень дорогими, и многие покупатели были представителями знати. Карикатуристы называли эти устройства «модными лошадьми», а всадников иногда публично высмеивали. Конструкция вызвала проблемы со здоровьем, и езда оказалась непрактичной, за исключением гладких дорог. Производство Джонсона закончилось всего через шесть месяцев. Краткий draisienne - увлечение лошадьми-хобби не привело к устойчивому развитию двухколесных транспортных средств, но фон Драйс и Джонсон установили, что машины могут оставаться сбалансированными во время движения.В течение следующих 40 лет большинство экспериментаторов сосредоточились на трех- и четырехколесных велосипедах с приводом от человека.

Педали и педали: электрические велосипеды

Есть свидетельства того, что небольшое количество двухколесных машин с задними педальными приводами было построено на юго-западе Шотландии в начале 1840-х годов. Киркпатрик Макмиллан, кузнец из Дамфрисшира, чаще всего ассоциируется с ними. Говорят, что в 1842 году он проехал 40 миль (64 км) до Глазго, хотя документация вызывает затруднения.Гэвин Далзелл из Лесмахагоу, вероятно, построил похожую двухколесную машину в середине 1840-х годов и, как говорят, эксплуатировал ее в течение многих лет. Это может быть сильно отреставрированная машина в Транспортном музее Глазго. У него деревянные колеса и железные диски. Ноги гонщика раскачивали педали вперед и назад, перемещая пару стержней, соединенных с кривошипами на задних колесах. Томас Макколл, еще один шотландец, построил аналогичные машины в конце 1860-х годов. Документы указывают на то, что Александр Лефевр из Сен-Дени, Франция, в 1842 году построил двухколесный велосипед с педалями, соединенными с кривошипами на заднем колесе.Лефевр взял с собой велосипед, когда иммигрировал в Калифорнию в 1861 году, и он до сих пор хранится в Историческом музее Сан-Хосе. Ни шотландские машины, ни машины Лефебвра не использовались в коммерческих целях, и нет никаких свидетельств того, что они способствовали дальнейшему развитию.

Слово «велосипед » вошло в употребление в Европе в 1868 году, чтобы заменить громоздкое vélocipède de pedale . Первый велосипед, приводимый в движение педалями, установленными на переднем колесе, был построен в Париже в начале 1860-х годов, но нет убедительных доказательств того, кто задумал применить педали к переднему колесу или кто это сделал.Есть свидетельства того, что французский механик Пьер Лаллеман построил и продемонстрировал такую ​​машину в Париже в середине 1863 года. В то время он работал на М. Штромайера, парижского производителя колясок для детей и инвалидов. Лаллемент взял вместе с ним детали для улучшенного велосипеда, когда он отправился в Соединенные Штаты в 1865 году, и он завершил свой новый велосипед veloce в Ансонии, штат Коннектикут. Хотя патент Соединенных Штатов был выдан в 1866 году, производитель не мог быть включен в список, и Лаллеман вернулся во Францию ​​где-то в 1868 году.В том же году французские велосипеды, построенные Michaux et Cie. (Компания, которая производила замки для тележек), начали повальное увлечение в Америке, и Лаллеман смог продать свой патент американскому предпринимателю Кэлвину Уитти за 2000 долларов. Скоро это будет иметь последствия для американской промышленности.

Пьер Мишо и его сын Эрнест представили свой велосипедный велосипед с педальным приводом в 1860-х годах. Лучшее свидетельство указывает на то, что они построили его в Париже в начале 1864 года (а не в 1861 или 1855 году, как утверждается во многих историях), а еще несколько были построены в 1865 и 1866 годах.Некоторые из них имели рамы из ковкого чугуна, видимо, в ожидании массового производства. Шатуны и педали были прикреплены к переднему колесу диаметром от 86 до 91 см (от 34 до 36 дюймов). Заднее колесо стало немного меньше. Хотя компания не подавала претензий на базовую конструкцию, в апреле 1868 года она запатентовала ряд улучшений.

.

Велосипедная наука - как работают велосипеды и лежащая в их основе физика

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2019 г.

Если вам нужно было выбрать лучшую машину за все время, что бы вы сказали? Если бы мы говорили о машинах, которые помогли распространять знания и обучать людей, вы, вероятно, выберете печатная пресса. Если мы имели в виду изобретения, которые позволяют людям обрабатывать землю и кормить свои семьи, вы могли бы заплатить за плуг или трактор. Если вы считаете, что транспорт действительно важен, вы можете выбрать автомобильный двигатель, паровой двигатель или реактивный двигатель самолета.Но для его чистоты простота, думаю, я бы выбрал велосипед . Это прекрасный пример того, как чисто, научные идеи можно использовать в очень практичном технология. Давайте посмотрим на науку о циклах - и просто что делает их такими замечательными!

На фото: велосипед - гениально простая форма транспорт, где бы вы ни находились. Что-то вроде 130 миллионов новых велосипедов производятся во всем мире каждый год, и более 90 процентов из них в настоящее время производится в Китае.Фото Роджера С. Дункана любезно предоставлено ВМС США.

Что такого хорошего в велосипедах?

Диаграмма: Сравнение эффективности повседневных машин (приблизительные, ориентировочные значения, выраженные в процентах). За исключением велосипеда, новые технологии (например, дизельные двигатели) обычно более эффективны, чем старые технологии (например, паровые двигатели).

Что так хорошо, так это то, что они быстро доставят вас в места, не поглощая ископаемые виды топлива, такие как бензин, дизельное топливо и уголь, или не создавая загрязнение.Они делают это, потому что очень эффективно преобразуют энергию, производимую нашим телом, в кинетической энергии (энергии движения). Фактически, как вы можете видеть из диаграммы напротив, это самые эффективные транспортные машины, разработанные людьми. Используя силу ваших мышц удивительно эффективным способом, велосипед может преобразовать около 90 процентов энергии, которую вы подаете на педали, в кинетическую энергию, которая движет вас вперед. Сравните это с автомобильным двигателем, который преобразует лишь около четверти энергии бензина в полезную мощность - и при этом производит все виды загрязнения.

Посмотрите на это так: если вы ведете машину, куда бы вы ни пошли, вы тащите кусок металла, который, вероятно, весит в 10–20 раз больше, чем вы (типичный компактный автомобиль весит более 1000 кг или 2000 фунтов). Какая трата энергии! Езжайте на велосипеде, и металл, который вам нужно перемещать с собой, больше равен 6–9 кг (14–20 фунтов) для легкого гоночного велосипеда или 11–20 кг (25–45 фунтов) для горного велосипеда или туриста, что составляет или вашего собственного веса.

Более высокая эффективность означает, что вы можете ехать дальше на том же количестве топлива, что является еще одним большим преимуществом велосипедов, хотя его трудно измерить количественно.Согласно классической книге «Велосипедная наука» Дэвида Гордона Уилсона и др .: «Гоночный велосипедист со скоростью 32 км / ч (20 миль в час) мог бы проехать более 574 километров на литр (1350 миль на галлон США), если бы была жидкая пища с энергетическим содержанием бензина ". Как ни крути, байки просто потрясающие!

Куда уходит ваша энергия?

Мы описали велосипед как машину, и с научной точки зрения это именно то, что это: устройство, которое может увеличивать силу (облегчая идти в гору) или скорость.Это также машина в том смысле, что она преобразует энергию из одной формы (все, что вы ели) в другой (кинетическая энергия вашего тела и велосипеда, когда они едут). Вы, наверное, слышали о законе физики, называемом сохранение энергии, которое говорит, что вы не можете создать энергию из воздуха или заставить ее бесследно исчезнуть: все, что вы можете сделать - это преобразовать его из одного в другое. Так где же энергия вы на велосипеде ездите? В научных терминах мы говорим, что это означает «выполнение работы» - но что это означает на практике?

Езда на велосипеде иногда может казаться тяжелой работой, особенно если вы едете в гору.В науке о велоспорте "тяжелая работа" означает, что вам иногда приходится использовать довольно много силы крутить педали на любом расстоянии. Если вы идете в гору, вам нужно работать против сила тяжести . Если вы идете быстро, вы работаете против силы сопротивление воздуха (сопротивление) давит на ваше тело. Иногда бывают неровностей; на дороге, по которой нужно проехать; это требует больше силы и использует энергия тоже (неровности уменьшают вашу кинетическую энергию, уменьшая вашу скорость).

Фото: Велосипеды так хорошо работают с человеческим телом, потому что они используют силу наших больших и очень мощных мышц ног. Лежачие велосипеды (на которых вы ездите лежа) могут выглядеть ультрасовременными и немного странными, но им уже не менее 100 лет. Они быстрее, чем обычные велосипеды, потому что их водители принимают гораздо более аэродинамическую позу, напоминающую трубу, которая сводит к минимуму сопротивление. Поскольку педали находятся выше над землей, шатуны могут быть длиннее, поэтому вы получаете больше рычагов, ваши мышцы могут дольше работать с высокой мощностью и делать это более эффективно.Фото Робина Хиллер-Майлза любезно предоставлено ВМС США.

Но идете ли вы в гору или под гору, быстро или медленно, по гладкой дороге или ухабистый, есть другая работа, которую всегда нужно делать просто чтобы ваши колеса вращались. Когда колесо опирается на землю, выдерживая нагрузку, например, велосипедиста, шина, обернутая вокруг него, оказывается в одних местах раздавлены, в других выпячиваются. По мере того, как вы едете по кругу, разные части шины сжимаются и выпирают по очереди, а резина, из которой они сделаны, тянется и толкается во всех направлениях.Многократно сдавливать шину таким способом немного похоже на замешивание хлеба: для этого требуется энергия - и эта энергия известна как сопротивление качению . Чем больше нагрузка на шину (чем вы тяжелее или больше несете), тем выше сопротивление качению.

Для гоночного велосипеда, который едет быстро, около 80 процентов работы велосипедиста уходит на преодоление сопротивления воздуха, а остальная часть - на борьбу с сопротивлением качению; для маунтинбайкера намного медленнее на пересеченной местности, 80 процентов их энергии уходит на сопротивление качению и только 20 процентов теряется на перетаскивание.

Диаграмма: Медленные горные велосипеды тратят большую часть энергии из-за сопротивления качению; более быстрые гоночные велосипеды тратят больше из-за сопротивления воздуха.

О каком количестве энергии мы на самом деле говорим? В Тур де Франс, по мнению увлекательный Анализ, проведенный Training Peaks, показал, что лучшие райдеры имеют в среднем около 300–400 Вт мощности, что составляет примерно 3–4 старомодных 100-ваттных лампы или около 15 процентов мощности, необходимой для работы электрического чайника. Для сравнения, вы можете генерировать около 10 Вт с помощью ручного генератора электроэнергии, хотя Вы не можете использовать один из них очень долго, не уставая.Что это говорит нам? Намного легче генерировать большое количество энергии в течение длительного времени, используя большие мышцы ног, чем используя руками и руками. Вот почему велосипеды такие умные: в них используются самые мощные мышцы нашего тела.

Как работает рама велосипеда

Если вес взрослого составляет 60–80 кг (130–180 фунтов), рама велосипеда должна быть достаточно жесткой, если она не защелкните или пристегните ремни в момент, когда гонщик поднимается на борт. Обыкновенный велосипеды имеют рамы из прочной, недорогой трубчатой ​​стали (буквально, полые стальные трубы, содержащие только воздух) или более легкие сплавы на основе стали или алюминия.Гоночные велосипеды, скорее всего, будут сделаны из композитов с углеродным волокном, которые дороже, но прочнее, легче и устойчивы к ржавчине.

Фото: перевернутая А-образная рама велосипеда - это невероятно прочная структура, помогающая распределять ваш вес между передними и задними колесами. Это помогает наклониться вперед или даже встать, когда вы идете в гору, поэтому вы можете применить максимум нажимайте на педали и сохраняйте равновесие.

Вы могли подумать, что рама велосипеда из алюминиевых трубок будет намного слабее. чем тот, что сделан из стали, но только если трубы аналогичны по размеру.На практике каждый велосипед должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес гонщика. и нагрузки, которые могут возникнуть при различных видах обращения. Таким образом, алюминиевый велосипед будет использовать трубки с большим диаметром и / или более толстыми стенками. чем велосипед из стальных труб.

Оправа не просто поддерживает вас: ее треугольная форма (часто два треугольника соединяются вместе, образуя ромб) тщательно разработан для распространять твой вес. Хотя седло расположено гораздо ближе к спине колеса, вы наклоняетесь вперед, чтобы держаться за руль.Угловой планки в раме предназначены для более или менее разделять ваш вес равномерно между передними и задними колесами. Если вы думаете об этом, это действительно важно. Если весь ваш вес переместился через спину колесо, и вы пытались крутить педали в гору, вы опускались назад; так же, если бы на переднее колесо было слишком много веса, вы бы свалились каблуки каждый раз, когда ты спускался с горы!

Рамы не рассчитаны на стопроцентную жесткость: это сделает езду гораздо менее комфортной. Практически все велосипедные рамы немного прогибаются и гнутся, поэтому они поглощают некоторые удары. езды, хотя другие факторы (например, седло и шины) имеют гораздо большее влияние по комфорту езды.Также стоит помнить, что человеческое тело само по себе замечательно эффективная система подвески; катаясь на горном велосипеде по пересеченной местности, вы очень быстро станете знать, как ваши руки могут работать как амортизаторы! Действительно, может быть весьма поучительно посмотреть на тело как продолжение (или дополнение) базовой рамы велосипеда, сбалансированное на ней.

Как работают велосипедные колеса

Фото: Как и автомобильное колесо, велосипедное колесо - это умножитель скорости.В педали и шестерни поворачивают ось по центру. Ось поворачивается только небольшое расстояние, но рычаг колеса означает внешний обод поворачивается намного дальше за то же время. Вот как колесо помогает идти быстрее.

Если вы читали нашу статью о том, как работают колеса, вы знаете, что колесо и ось, которую оно вращает, - это пример того, что ученые называют простым машина: она умножает силу или скорость в зависимости от того, как вы ее поворачиваете. Велосипед колеса обычно имеют диаметр более 50 см (20 дюймов), что составляет выше, чем у большинства автомобильных колес.Чем выше колеса, тем больше они умножьте свою скорость, когда вы поворачиваете их на оси. Вот почему у гоночных велосипедов самые высокие колеса (обычно диаметром около 70 см или 27,5 дюймов).

Колеса в конечном итоге выдерживают весь ваш вес, но очень интересным образом. Если бы колеса были твердыми, они бы сжались (сжались), когда вы сели на сиденье, и отталкивается, чтобы поддержать вас. Однако колеса у большинства мотоциклов на самом деле состоит из прочной ступицы, тонкого обода и примерно 24 спиц с высоким натяжением.Велосипеды имеют колеса со спицами, а не цельнометаллические, чтобы сделать их прочными и легкими, а также уменьшить сопротивление. (некоторые райдеры используют плоские «лопастные» спицы или спицы овальной формы вместо традиционных округлых спиц в попытке чтобы сократить сопротивление еще больше).

Важно не только количество спиц, но и способ их подключения между ободом и его ступицей. Как нити паутины или свисающие веревки подвесного моста, колесо велосипеда находится в напряжении - спицы натянуты.Поскольку спицы пересекаются с ободом на противоположной стороне ступицы колесо не такое плоское и хлипкое, как кажется, но на самом деле удивительно прочная трехмерная структура. Когда вы садитесь на велосипед, ваш вес давит на ступицы, которые растягивают одни спицы немного больше, а другие - немного меньше. Если вы весите 60 кг (130 фунтов), вам придется толкать около 30 кг (130 фунтов). вниз на каждое колесо (не считая собственного веса велосипеда), а спицы - это то, что предотвращает коробление колес.

Фото: Несмотря на внешний вид, велосипедное колесо не является ни плоским, ни слабым.Ступица намного шире шины, спицы натянуты и перекрещиваются, соединяясь со ступицей по касательной. Все это создает жесткую трехмерную структуру, которая может противостоять скручиванию, короблению и изгибу. Фото Дэвида Даналса любезно предоставлено ВМС США.

Поскольку каждое колесо имеет пару дюжин спиц, вы можете подумать, что каждая спица должна выдерживать только часть общего веса - может быть, всего 1-2 кг (2,2-4,4 фунта), если спиц 30, что может сделать легко. На самом деле, спицы несут нагрузку неравномерно: несколько спиц, которые находятся рядом с вертикалью, несут гораздо большую нагрузку, чем другие.(Среди велосипедистов до сих пор ведутся споры о том, как на самом деле воспринимается нагрузка, и лучше ли представить себе велосипед, висящий на спицах вверху или давящий на спицы внизу.) Как колесо вращается. другие спицы перемещаются ближе к вертикали и начинают нести большую долю нагрузки. Нагрузка на каждую спицу резко возрастает и падает во время каждого вращения колеса, поэтому, в конце концов, после многих тысяч циклов повторяющихся напряжений и деформаций, во время которых каждая спица быстро растягивается и расслабляется, одна из спиц (или ее соединение с колесо или ступица) может выйти из строя из-за усталости металла.Это мгновенно и резко увеличивает нагрузку на оставшиеся спицы, повышая вероятность их выхода из строя и вызывая своего рода эффект «домино», из-за которого колесо прогибается.

Как работают велосипедные передачи

Фото: Шестерня - это пара колес с зубья, которые сцепляются друг с другом для увеличения мощности или скорости. В велосипеде пара шестерен не приводится в движение напрямую, а связана цепь. На одном конце цепь постоянно обвивается вокруг главной шестерни. (между педалями).С другой стороны, он переключается между сериями больших или меньших зубчатые колеса при переключении передач.

Типичный велосипед имеет от трех до тридцать различных шестерен - колеса с зубьями, связаны цепью, что делает машину быстрее (по прямой) или легче крутить педали (идти в гору). Колеса большего размера также помогают ехать быстрее по прямой, но это большой недостаток, когда дело касается холмов. Это одна из причин, почему горные велосипеды и велосипеды BMX имеют меньшие колеса, чем гоночные велосипеды.Не только шестерни на велосипеде помогают увеличьте мощность педалирования, когда вы идете в гору: педали крепится к главной шестерне парой шатуны: два коротких рычага которые также увеличивают силу, которую вы можете приложить ногами.

Шестерни могут существенно повлиять на вашу скорость. На типичном гоночный велосипед, например, передаточное число (количество зубьев на педальном колесе, деленное на количество зубцов на тыльной стороне колеса) может составлять 5: 1, поэтому одно нажатие педалей приводит в движение вы примерно в 10 м (35 футов) вниз по улице.Предполагая, что вы можете перемещать только ноги так быстро, вы можете видеть, что шестерни эффективно заставляют вас идти быстрее, помогая вам продвигаться дальше при каждом повороте педалей.

Подробнее читайте в нашей основной статье о шестеренках.

Изображение: Велосипеды до передач: Ранние велосипеды, подобные этим (известные как «Пенни Фартингс» или «Высокие колеса») у него было огромное переднее колесо, которое эффективно увеличивало вашу скорость и позволяло очень быстро ехать по прямой. Шестерен не было: переднее колесо крутилось один раз, когда ноги толкали вверх-вниз на рукоятках (педалях).Спускаться под гору было довольно сложно (если не снимать ногу с рукоятки), а в гору - практически невозможно! Фрагмент оригинальной картины Генри «Хай» Сэндхэма 1887 года, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают велосипедные тормоза

Фото: Ободные тормоза: Резиновые колодки (колодки) тормозов этого велосипеда зажимают металлический обод колеса, чтобы замедлить вас. Когда вы теряете скорость, вы теряете энергию. Куда уходит энергия? Он превращается в тепло: тормозные колодки могут быть невероятно горячими!

Как бы быстро вы ни двигались, наступает время, когда Вы должны остановить.Тормоза на велосипеде работают с использованием трения ( сила трения между двумя предметами, которые скользят друг мимо друга, пока они трогают). Хотя некоторые велосипеды теперь имеют дисковые тормоза (аналогичные те, что используются в автомобилях), с отдельными тормозными дисками, прикрепленными к колесам, многие до сих пор используют традиционные ободные тормоза с суппортом и башмаками.

При нажатии на тормозные рычаги пара резиновых туфли (иногда называемые блоками) прижимаются к металлическому внутреннему ободу спереди и сзади колеса. Когда тормозные колодки плотно трутся о колеса, они поворачиваются. ваша кинетическая энергия (энергия, которую вы имеете потому что ты идешь вместе) в тепло, что замедляет вас.Подробнее об этом читайте в нашей основной статье о тормозах.

Ободные тормоза в сравнении с дисковыми тормозами

Ободные тормоза с приводом от суппорта нажимают на внешний край колеса, где оно вращается быстрее всего, но с наименьшей силой. Это означает, что им требуется относительно небольшое тормозное усилие, чтобы замедлить движение. колеса (поэтому они могут быть маленькими и легкими), хотя вам все равно придется сильно нажимать, и вам придется прикладывать эту силу дольше, чтобы заставить себя и свой велосипед остановиться. Одним из больших недостатков ободных тормозов является то, что они полностью подвергаются воздействию дождя сверху и сбоку и брызг с колес; если тормозные колодки и колеса мокрые и грязные, есть значительная смазка, трение между тормозами и колесами может быть до десяти раз меньше, чем в засушливых условиях (по данным Дэвида Гордона Уилсона Велосипедная наука), и ваш тормозной путь будет намного больше.

Дисковые тормоза

работают ближе к ступице, поэтому им необходимо применять большее тормозное усилие, которое может вызвать нагрузку на вилки и спицы, и они оба тяжелее (что может повлиять на управляемость велосипеда) и механически сложнее, но они имеют тенденцию к быть более эффективным в сырую погоду и грязь.

Просмотрите интернет-форумы о велосипедах, и вы найдете самые разные мнения о том, какой тип тормозов лучше всего подходит для разных типов велосипедов, местности и погодных условий. Некоторым людям нравятся дисковые тормоза, потому что они делают мотоцикл лучше; другим нравятся ободные тормоза, потому что они такие простые и понятные.

Рисунок: Тормоза дисковые (упрощенные). Когда вы нажимаете тормозной рычаг, трос или гидравлическая линия (желтый) воздействуют на суппорты (синие), которые прижимают тормозные колодки к диску, который называется ротором (красный), прикрепленным к колесу. Поскольку суппорты прикреплены к одной из вилок (серый), а тормозное усилие должно проходить через спицы (черные), чтобы остановить колесо, дисковые тормоза создают гораздо большую нагрузку на вилки и спицы, чем ободные тормоза.

Как работают велосипедные шины

Трение между резиновыми шинами также работает в ваших интересах и дорога, по которой вы едете: это дает вам сцепление, которое делает ваш велосипед легче контролировать, особенно во влажные дни.

Как и автомобильные шины, велосипедные шины не сделаны из цельной резины: они имеют внутренняя трубка заполнена сжатым (сжатым) воздухом. Это означает, что они легче и более упругий, что обеспечивает более комфортную езду. Пневматические шины, как их называют, были запатентованы в 1888 году шотландской изобретатель Джон Бойд Данлоп.

У разных видов велосипедов разные шины. Гоночные велосипеды имеют узкие гладкие шины, рассчитанные на максимальную скорость. (хотя их "тонкий" профиль дает им более высокое сопротивление качению), а у горных велосипедов есть более толстые и прочные шины с более глубоким протектором, большим контактом резины с дорогой и лучшим сцеплением (хотя, будучи шире, они создают большее сопротивление воздуха).

Почему одежда имеет значение

Трение - отличная вещь в тормозах и шинах, но это менее приветствуется в другой форме: как сопротивление воздуха, которое замедляет вас. Чем быстрее вы идете, тем больше сопротивление становится проблема. На высоких скоростях гонка на велосипеде похожа на плавание через воду: вы действительно можете почувствовать, как воздух толкает вас и (как мы уже видели) вы тратите около 80 процентов своей энергии на преодоление сопротивления. Теперь велосипед хорош тонкий и обтекаемый, но тело велосипедиста намного толще и шире.На практике тело велосипедиста создает вдвое больше сопротивления, чем их велосипед. Вот почему велосипедисты носят обтягивающую одежду из неопрена и заостренные каски для оптимизации и минимизации потерь энергии.

Фото: Гоночные велосипеды имеют два комплекта руля. Внутренний руль позвольте всадникам уменьшить сопротивление воздуха, прижав локти ближе друг к другу. Фото Бена А. Гонсалеса любезно предоставлено ВМС США.

Вы могли не заметить, но рули велосипеда - это рычаги. тоже: более длинный руль обеспечивает рычаг, облегчающий поворот переднее колесо.Но чем шире вы расставляете руки, тем большее сопротивление воздуха вы создаете. Вот почему у гоночных велосипедов есть два набора рулей, чтобы велосипедист занимает лучшую, наиболее обтекаемую позу. Есть обычные, внешний руль для рулевого управления и внутренний для удержания за Прямо. Использование этих внутренних рулей заставляет руки велосипедиста гораздо более плотное и обтекаемое положение. Большинство велосипедистов теперь носят шлемы как из соображений безопасности, так и из соображений безопасности. аэродинамика.

Велосипеды - это физика в действии

Давайте кратко подведем итог с помощью простой диаграммы, которая показывает все эти различные элементы науки о циклах в действии:

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Современный горный велосипед имеет толстые и широкие шины для использования на каменистых трассах. Люди, использующие велосипеды в Мехико

Велосипед (или велосипед ) - это небольшое наземное транспортное средство с приводом от человека, с сиденьем, двумя колесами, двумя педалями и металлической цепью, соединенной с зубьями на педалях и заднем колесе. Рама придает байку прочность, а остальные части крепятся к раме. Название происходит от этих двух слов - префикса «bi-», означающего два, и суффикса «-cycle», означающего колесо.Он приводится в движение человеком, едущим сверху, который толкает педали ногами.

Езда на велосипеде, которую еще называют велоспортом, - важный способ путешествовать по нескольким частям мира. Самый популярный вид езды на велосипеде - это велоспорт. Это также обычное развлечение, хорошая форма упражнений с малой нагрузкой и популярный вид спорта. Шоссейные велосипедные гонки - второй по популярности зрелищный вид спорта в мире. Велосипед потребляет меньше энергии на милю, чем любой другой человеческий транспорт. [1]

Деревянный Draisine (около 1820 г.), первый двухколесный автомобиль

В 1817 году немецкий профессор барон Карл фон Дрейс создал первый двухколесный велосипед. Он был деревянным и имел два колеса. Переднее колесо можно было поворачивать за руль для управления мотоциклом. Однако у него не было педалей, поэтому гонщику приходилось упираться ногами в землю, чтобы заставить его двигаться.

В 1860-х годах французские изобретатели добавили педали к переднему колесу. Однако крутить педали требовалось немало усилий.Позднее изобретатели делали велосипеды только из металла, а переднее колесо сделали очень большим, что дало большую скорость. Этот дизайн был назван велосипедом за гроши . Однако ездить на нем было сложно, так как он мог легко упасть, и всадник упадет далеко.

Несколько улучшений были сделаны в 1880-х и 90-х годах. В 1885 году был изобретен безопасный велосипед . У него было два колеса одинакового размера, чтобы всадник мог сидеть на более низкой высоте. Его назвали безопасным велосипедом, потому что на нем гораздо легче ездить, чем на грошие.При остановке всадник может просто поставить ногу вместо того, чтобы полностью спешиться. Вместо того, чтобы крутить педали и управлять передним колесом, безопасный велосипед управляет передним колесом, в то время как педали поворачивают заднее колесо с помощью цепи. Тормоза, приводимые в действие ручными рычагами на некоторых велосипедах, также повышают безопасность.

В 1888 году шотландский изобретатель Джон Бойд Данлоп заново изобрел тип шины, наполненной воздухом. Это сделало безопасные велосипеды более удобными. Вскоре была изобретена муфта свободного хода .Это было устройство внутри ступицы заднего колеса, которое позволяло колесу вращаться, даже если гонщик не крутил педали. Однако это означало, что гонщик больше не мог останавливать байк, откатившись назад. В результате были изобретены более совершенные ручные тормоза и другой тип тормоза, который мог остановить велосипед, если педали повернуты назад. Более поздние изобретения включали улучшенные тормоза и шестерни, которые значительно облегчили езду на велосипеде по холмам. За это время велосипед стал очень популярным.

Основные компоненты, общие для большинства велосипедов, включают сиденье, педали, шестерню, руль, колеса и тормоза, все они установлены на раме.У большинства также есть переключатель передач. Ноги велосипедиста нажимают на педали, заставляя их двигаться по кругу, что приводит в движение цепь, которая вращает заднее колесо велосипеда, заставляя велосипед двигаться вперед. Переднее колесо соединено с рулем, поэтому поворот руля из стороны в сторону поворачивает переднее колесо, которое управляет байком.

  • Городской велосипед предназначен для прогулок и поездок по городу. Сиденье удобное, но тяжелое. Имеет передние и задние фонари и звонок, а также переноски для мелких грузов.У него есть брызговики, чтобы вода и грязь не брызгали на водителя. Водитель сидит прямо, что обеспечивает комфорт и легкость управления в движении. Системы «Велосипедного проката» обычно предоставляют «велосипеды городского типа».
  • Горный велосипед предназначен для езды по неровным дорогам. У них много скоростей (обычно больше 20), широкие шины и прочные колеса. Шина специально разработана для плавного движения по холмам, траве и горам.
  • Разница между женским велосипедом и другими велосипедами заключается в расположении верхней трубы.Когда женщины начали кататься на велосипедах, они носили длинные юбки. Производители велосипедов изменили расположение верхней трубы, чтобы женщинам было удобнее садиться на них в юбке. Некоторые универсальные велосипеды похожи на велосипедистов, которые часто останавливаются.
  • Тандемный велосипед рассчитан на двоих. Имеет две пары педалей. Велосипедисты сидят один за другим. Первый велосипедист управляет велосипедом. Есть велосипеды на троих и более человек. Был велосипед на 40 человек.
  • Складные велосипеды можно легко хранить в небольшом месте или перевезти на большие расстояния в самолете или другом общественном транспорте.
  • Электрические велосипеды имеют электродвигатели, как правило, внутри ступицы переднего или заднего колеса. Вы можете ехать только с мотором, только с педалями или с обоими вместе. В США федеральное правительство установило ограничение в 750 Вт и максимальную скорость на электричестве 20 миль в час, чтобы иметь только правила, применимые к велосипедам, и никаких дополнительных ограничений, таких как лицензия оператора, лицензия на транспортное средство, требования регистрации или страхования.
  • Шоссейный велосипед обычно имеет узкие колеса шириной менее 1 дюйма (25 мм), а рама намного легче горного велосипеда. Дорожные велосипеды эффективны для больших расстояний. Многие из них имеют зажимы для крепления обуви. чем просто педали. Существуют вариации, так как некоторые шоссейные велосипеды имеют обычные шины. Шоссейные велосипедные гонки - популярный вид спорта.
  • Лежачие велосипеды бывают разных стилей, но все они имеют педали перед сиденьем, и водитель откидывается назад во время езды.Это более удобно для большинства людей, но стоит дороже. Некоторые типы расположены ниже земли, поэтому их будет труднее увидеть в пробке. Самые быстрые велосипеды в мире - лежачие. [2]

При езде по улице безопаснее всего ехать по той же стороне улицы, по которой едут машины (что означает движение по правой стороне дороги в странах, где люди едут по правой стороне дороги, и ехать по слева в странах, где люди ездят слева).Чтобы избежать столкновения с людьми, водители должны подчиняться знакам, гласящим: «Велосипед запрещен», даже если в то время это кажется бессмысленным. При слабом освещении освещение велосипеда очень важно. Кататься в темноте может быть небезопасно. Всадники носят светоотражающую одежду, чтобы быть в безопасности при слабом освещении. Ношение шлема делает езду на велосипеде более безопасной. Ежегодно более 300 000 детей в одиночку попадают в больницу из-за травм при езде на велосипеде. [3] Ношение шлема не означает, что кто-то не может пострадать, если он разбит велосипед, но это снижает вероятность получения травмы. [4] На некоторых велосипедах есть колокольчики или рожки, с помощью которых водитель может предупреждать других людей о том, что они едут рядом с ними.

Во многих местах есть велосипедные дорожки, соединяющие дома с магазинами, школами и станциями. Это делает езду на велосипеде более безопасной, позволяя велосипедистам держаться подальше от оживленного автомобильного движения на опасных дорогах.

Викискладе есть медиафайлы по теме Bicycle .
  1. «Велосипедная наука: сила человека».www.exploratorium.edu. п. 1. Проверено 11 августа 2007.
  2. «Рекорды наземной скорости (без интервала)». IHPVA. Дата обращения 5 января 2017.
  3. «Безопасность велосипеда». kidshealth.org . Проверено 29 июля 2010 г.. .
  4. «Шлемы: как они работают и что делают стандарты». bhsi.org . Проверено 29 июля 2010 г.. .
.

Смотрите также

Возврат к списку