Любой, кто утверждает, что один материал рамы лучше других, вводит вас в заблуждение

Если бы мне давали по фунту за каждый раз, когда меня спрашивали: «Какой материал для рамы велосипеда лучше?». я бы смог позволить себе большую часть кофемашины Rocket.

Правда в том, что это не простой вопрос. Ответ на него во многом зависит от того, для чего велосипедист собирается использовать велосипед, где он собирается на нем кататься, как он собирается на нем кататься, как долго он хочет его хранить и каков его бюджет.

Давайте начнем с того, что перечислим известные и общепринятые истины о каждом материале рамы.

СТАЛЬ — ЭТО РЕАЛЬНОСТЬ

Во-первых, у нас есть стальная рама. Велосипеды практически впервые были сделаны из стали (на самом деле из дерева, если считать от лошадей, а я говорю о велосипеде Starley’s Safety), но этот материал эволюционировал в соответствии с тем, как долго он использовался в велосипедных рамах. Я склонен сказать, что современные стальные трубы для велосипедных рам — это одни из самых высокотехнологичных труб, которые можно купить за деньги; это практически норма для даже дешевой стальной трубы — двойное внутреннее скрепление, холодная вытяжка и термообработка. Все эти процессы приводят к тому, что труба становится невероятно прочной, устойчивой к усталости и относительно легкой.

Огромное преимущество стали заключается в том, что из нее легко изготовить велосипедную раму, поэтому именно этот материал выбирают большинство производителей рам. Это значит, что они могут построить отличный велосипед с нестандартной геометрией, который не будет стоить как Земля.

Недостатком стальной трубы, по мнению многих, является то, что из-за своей плотности она весит больше, чем большинство других материалов в этом списке, что не означает, что рамы весят больше, но мы вернемся к этому позже.

АЛЮМИНИЙ ДОСТИГ СОВЕРШЕННОЛЕТИЯ

Далее по списку идет алюминий. В конце 80-х и начале 90-х годов алюминий стал предпочтительным материалом для гоночных шоссейных и горных велосипедов, причем лидировали такие компании, как Cannondale и Klein. Вскоре они завоевали репутацию велосипедов с огромными размерами труб, невероятной жесткостью и малым весом. Общая проблема большинства ранних алюминиевых рам заключалась в том, что они не выдерживали усталости. Я помню, как участвовал в гонках Malvern Classic и наблюдал за тем, как многие велосипедисты пересекали финишную черту со своими новыми велосипедами, так как у них отрывались головные трубы.

Современные алюминиевые рамы в значительной степени преодолели эти проблемы благодаря тщательной обработке труб с помощью таких процессов, как гидроформинг и термообработка. Теперь они составляют большинство недорогих шоссейных и горных велосипедов благодаря относительно небольшому весу, жесткости и простоте изготовления. Только не задумывайтесь об энергии, необходимой для получения алюминия из бокситов, если хотите почувствовать себя самодовольным из-за своего нового «зеленого» хобби.

ТИТАН — МАТЕРИАЛ ДЛЯ «ВЕЧНОГО» ВЕЛОСИПЕДА

Следующий в списке металлов — титан. Часто восхищающийся своей способностью выдерживать любые бури благодаря химической инертности, титан стал фаворитом для зимних велосипедов, особенно в странах с более умеренным климатом. Он имеет репутацию легкого, как алюминий, но прочного, как сталь, и способен поглощать вибрации, обеспечивая комфортную езду. Проблема с титаном заключается в том, что он невероятно твердый, что затрудняет или делает очень дорогими любые манипуляции с трубами для изменения ходовых качеств. Это означает, что дешевые титановые велосипеды, как правило, изготавливаются из так называемых простых труб, то есть толщина не меняется по всей длине трубы.

Как правило, если трубка ломается, то это всегда происходит на одном из стыков, а это значит, что материал между стыками можно сделать тоньше. Это называется «баттинг», который не только экономит вес, но и изменяет реакцию трубы на дорожную вибрацию и усталость.

Поскольку титан настолько твердый, невероятно сложно соединить трубки встык обычным способом, который обычно заключается в холодной вытяжке трубок через оправки или их завальцовке. Это немного похоже на выдавливание Play-Doh через форму. Известны случаи, когда некоторые невероятно смелые производители ставили обычные трубки на токарный станок и снимали излишки материала, а некоторые более крупные компании делали это с помощью бесцентрового шлифовального станка, но это все равно невероятно расточительно, так как при этом материал удаляется впустую, отсюда и типично высокая цена.

КАРБОН — КОРОЛЬ ДЛЯ МАСС

И наконец, мы переходим к углеродному волокну. Оно представляет собой листовой материал, изготовленный из углеродных нитей, который может быть как тканым и описываться как 3K, 6K и т. д., так и однонаправленным, что, по сути, является матами из углеродных нитей. Это похоже на рубленое стекловолокно с причудливым названием.

Эпоксидная смола пропитывает углеродный материал, и он обычно помещается в форму для полимеризации и затвердевания в жесткое углеродное волокно. Высокие прочностные характеристики, которые все так любят в углеродном волокне, обусловлены связью между материалом и смолой, которая обычно называется интерфейсом.

Существует два способа изготовления велосипедов из углеродного волокна. Во-первых, вы можете взять или сделать трубки, а затем обрезать их в соответствии с геометрией рамы, которую вы делаете, как и в случае с металлической рамой. Затем эти трубки можно соединить вместе с помощью дополнительного материала и смолы, как ушки на стальной раме. Такая конструкция «труба в трубу» дает вам преимущества углеродного волокна и возможность создавать индивидуальную геометрию, хотя это и требует немного больше усилий.

Другой способ — заплатить 100 000 фунтов стерлингов за пресс-форму, а затем уложить в нее листы карбона, чтобы создать часть рамы. Любая литая карбоновая рама обычно состоит из пяти или более компонентов. Во многих случаях каждый размер рамы будет использовать некоторые из этих компонентов совместно с рамами соседних размеров, поэтому, если вы посмотрите на графики геометрии серийных карбоновых рам и построите на них график укладки и досягаемости, он будет не линейным, а ступенчатым из-за ограничений, связанных с использованием общих пресс-форм. Тем не менее, этот метод является очень экономичным способом производства рам достойного качества в массовом масштабе. Это немного похоже на те формованные доски для серфинга, на которых все учатся, прежде чем купить доску ручной работы. Именно поэтому в мастерской мы обычно называем их «пластиковыми».

Я прекрасно понимаю, что я слишком критичен. Это потому, что я старый хрыч и тоскую по тем временам, когда в каждом городе был свой мастер по изготовлению рам и люди ездили на велосипедах, которые идеально им подходили, но вы должны признать, что низкая цена при относительно высоких характеристиках дешевых карбоновых рам привела огромное количество людей в велоспорт.

СТРАННОЕ И УДИВИТЕЛЬНОЕ

Итак, мы почти подошли к концу списка материалов для каркаса. Я еще не затронул некоторые странные и удивительные материалы, такие как магний. Магния очень много, его достаточно в одном кубометре морской воды, чтобы сделать велосипедную раму, или так хотели сказать рекламщики, но велосипеды имели странную тенденцию разваливаться на куски под нагрузкой.

В 90-х годах также наблюдалась тенденция к использованию металломатричных композитов, которую возглавила компания Specialized со своими велосипедами M2, но стоимость их производства стала непомерно высокой, и вскоре их вытеснили новомодные в то время карбоновые велосипеды.

Было еще несколько странных и удивительных материалов, таких как бамбук, которые можно использовать для изготовления велосипедных рам, но я думаю, что сейчас большая часть передового опыта заключается в 3D-печати и смешивании материалов для достижения оптимальных результатов. Недавно я видел Bastion и Festka бок о бок: Bastion с 3D-печатными титановыми наконечниками и карбоновыми трубами стоял рядом с Festka с титановыми трубами и наконечниками из углеродного волокна. Без физического стендового тестирования с использованием дорогостоящих измерительных приборов было бы довольно сложно утверждать, что один из них лучше другого.

В ИТОГЕ…

Я думаю, что это подводит меня к главному вопросу. Если бы я взял хорошо сделанные образцы каждого материала рамы и прокатился на них бок о бок, то самые большие различия были бы обеспечены не материалом рамы, а длиной подседельного штыря, торчащего из рамы, и давлением в шинах. Если вспомнить о двойном ромбовидном дизайне большинства современных велосипедных рам, то это невероятно эффективная конструкция. Если проанализировать степень изгиба каждого треугольника, то она будет едва заметной.

С другой стороны, подседельный штырь — это консольная балка, сидящая под углом, на которую приходится около 60 % вашего веса. Поэтому если подседельный штырь сильно выступает за пределы рамы, он будет прогибаться сильнее. Canyon и Ergon знают об этом и производят подседельные штыри, которые, по сути, являются карбоновыми рессорами.

Кроме того, с современной тенденцией к большим покрышкам и более низкому давлению, они оказывают гораздо большее влияние на наше сенсорное восприятие ощущений от велосипеда из-за повышенного уровня сцепления и амортизации. Если бы я был циником, то мог бы предположить, что причина, по которой дисковые тормоза были так легко приняты производителями массового рынка, заключается в том, что они облегчают использование гораздо больших шин, позволяя им просто сделать рамы легкими и жесткими, не заботясь о добавлении комфорта за счет продуманного проектирования материалов.

Итак, вернемся к главному вопросу: какой материал для рамы лучше? Титан и сталь, особенно новые нержавеющие стали, служат дольше всего. Алюминий обеспечивает отличный баланс между легкостью и низкой ценой, в то время как углеродное волокно, как правило, относительно легкое и недорогое, но не прослужит так долго из-за того, что интерфейс между углеродной смолой со временем разрушается.

Имейте в виду, что эта диаграмма Венна очень сильно пересекается. У меня стальной велосипед, который весит чуть меньше 7 кг, и мы видим множество карбоновых велосипедов, которые весят на пару килограммов больше.

Поэтому мой совет таков: не стоит списывать со счетов тот или иной материал рамы, основываясь только на его репутации. Важнее то, насколько хорошо рама подходит вам, а также то, как долго вы хотите, чтобы ваши инвестиции прослужили.