Usko ili široko? Visok ili nizak pritisak? Kade ili klinčeri? Istražujemo komplikacije oko izbora guma
Nastavak našeg testa: Da li su šire gume zaista brže? Odlučili smo nastaviti našu istragu o komplikacijama izbora guma.
Jedan od najvećih skokova u biciklističkoj tehnologiji došao je iz malo vjerovatnog izvora: škotskog veterinara po imenu John Boyd Dunlop. Godine 1888, u značajnom odmaku od svog svakodnevnog posla, Dunlop je napravio prvu pneumatsku gumu u pokušaju da svog sina oslobodi glavobolje i nelagode koje su mučile momka dok je vozio svoj tricikl sa čvrstim gumama po neravnoj kaldrmi Belfasta.
Premotaj do danas i osnovni koncept se nije promijenio – zatvorena zračna komora pruža sloj amortizacije između vozača i ceste – ali to ne znači da su sve gume jednake. Neke gume su brže od drugih, ali je potrebno malo razumijevanja tehnologije guma prije nego što možete pronaći najbolju za sebe.
Opiranje odmoru
'Tokom vožnje biciklist se mora suočiti s različitim vrstama otpora: otporom zraka, težinom (ako ubrzava ili koči) i otporom kotrljanja gume, što predstavlja gubitak energije uslijed kotrljanja gume naprijed, ' kaže Michelinov programer drumskih guma, Nicolas Cret. „Otpor kotrljanja mjerimo fiksnim parametrima kao što su regulirani tlak, konstantna brzina, opterećenje i temperatura. Mjerna mašina se obično sastoji od bubnja, koji mora biti što veći da bi simulirao ravno tlo. Guma se rotira određenom brzinom/opterećenjem/pritiskom tokom sesije zagrijavanja, a zatim ćemo zaustaviti snagu bubnja i mjeriti udaljenost dok guma ne prestane da se kotrlja. Što je udaljenost duža, to je manji otpor kotrljanja.’
U osnovi, dakle, otpor kotrljanja je sila koja djeluje protiv naprijed kretanja gume koja se kotrlja po površini. U praktičnom smislu, zajedno s faktorima kao što je otpor zraka, ova otporna sila znači da ćete se, kada se slobodno krećete po ravnoj površini, na kraju zaustaviti. Ali pošto se energija ne može ni stvoriti ni uništiti, već samo promijeniti, gdje je nestala energija koja nas je tjerala naprijed?
„Otpor kotrljanja u gumama je energija koja se troši za prevazilaženje deformacija guma“, kaže Wolf VormWalde, menadžer proizvoda za gume u Specializedu. „Kada je guma pod opterećenjem, ona se deformiše, a za deformaciju materijala potrebna je sila. Kada se guma kotrlja, deformacija je u toku dok gazeći sloj i bočna strana gume prolaze kroz kontaktnu površinu [gde se guma susreće sa površinom puta] dok se točak rotira. Guma je stoga napregnuta i deformisana ulazeći u kontaktnu površinu i opušta se pri izlasku iz kontaktne površine. Ali za razliku od savršene opruge, guma ne vraća energiju uloženu u nju prilikom deformacije.’
Promatrajte šta se dešava sa gumama stacionarnog bicikla pod teretom vozača i shvatićete šta znači VormWalde. Guma pod opterećenjem vozača će izbočiti na bočnim stranama, a gazeći sloj će se spljoštiti kako bi odgovarao obliku površine ispod nje. Kada je bicikl u pokretu i guma se rotira, ovaj proces se dešava iznova i iznova na tački u kojoj se guma susreće sa površinom puta. U idealnom svijetu guma bi 'dala onoliko dobro koliko je dobila', odbijajući se od površine puta sa tolikom snagom koliko je utrošeno na njeno zgnječenje o površinu puta, i stoga bi energija uložena u kretanje naprijed bila konzervirano. Nažalost, gumene smjese u gumama su 'viskoelastične', što znači da se, kako se deformiraju pod opterećenjem, molekuli u polimernim lancima smjese sami preuređuju i na taj način se trljaju o svaki. Ovo unutrašnje trenje stvara toplinu, koja je, nažalost, beskorisni nusproizvod u potrazi za pokretanjem vašeg bicikla naprijed. Samo osjetite svoju stražnju gumu nakon sat vremena na turbo trenažeru i uskoro ćete dobiti sliku.
Upravo je ova deformacija gume ključna za njen otpor kotrljanja, a time i za njenu "brzinu". Postoje različiti načini na koje možete uticati na način na koji se guma deformiše, a jedan od njih je da varirate pritisak vazduha koji u nju ubacujete.
Deformacija karaktera
Ako se guma više deformiše, to ima veći otpor kotrljanja, sigurno sve što treba da uradite je da naduvate gumu do najvećeg mogućeg pritiska, čineći je gotovo nemogućim da se deformiše, a gubitak energije usled otpora kotrljanja će biti minimiziran? Istina je – kao i uvijek – malo komplikovanija.
Christian Wurmbäck, menadžer proizvoda u Continentalu, kaže: „Povećanje pritiska u gumama će smanjiti otpor kotrljanja, ali samo do određene tačke. Kao primjer, ako uzmete gumu od 23 mm i povećate pritisak sa 85 psi na 115 psi, imat ćete manji otpor kotrljanja. Ali ako uzmete istu gumu i povećate pritisak sa 115psi na 140psi, praktično nema razlike.’
VormWalde iz Specializeda se slaže: „Na savršeno glatkoj površini veći pritisak je uvijek brži. Ali ovaj efekat se smanjuje na stvarnim putevima, tako da kažemo da pri 130 psi napumpate gumu do mrtve [tj. ne može postati korisnije kruta]. Važno je zapamtiti da je odnos između gume i puta simbiotski i da putevi nikada nisu savršeno glatki.
‘Ne želite da guma bude toliko čvrsta da kada se prevrnete preko puta ne može da apsorbuje površinske frekvencije. Efikasnije je da guma apsorbuje hrapavost i neravnine nego da prenese ove amplitude na bicikl i vozača. Podizanje bicikla i vozača uvijek će potrošiti više energije nego zgnječenje gume. To je jedan od razloga zašto vidite vozače ciklokrosa i brdskih bicikala kako trče tako niske pritiske, ' dodaje.
On ima pravo. Jer umjesto da dopusti da ga posebno neravni dio baci u zrak, iskusni trkač brdskog bicikla će pokušati zadržati svoje tijelo na ravnoj ravni, koristeći ruke i noge da apsorbuje sve neravnine koje teren servira. Laički rečeno, ako želite ići horizontalno naprijed, ne trošite energiju idući vertikalno gore-dolje.
Trik je da odredite najbolji pritisak u gumama za put po kojem se vozite – nešto što može zahtevati malo pokušaja i grešaka. A onda se morate zapitati da li ste uopće na gumama prave širine.
Mala stvar veličine
U dobrim starim danima, trkači su mislili da su tanje gume bolje, a većina profesionalnih felga bila je obuvana u bilo šta, od gume širine 21 mm do minijaturnih 18 mm. S vremenom, vozači su možda stavili više na udobnost, a manje na brzinu koja otupljuje, tako da su gume od 23 mm postale standard cestovnih bicikala.
Međutim, Schwalbe menadžer proizvoda Marcus Hachmeyer kaže da su studije ponašanja guma otkrile neke prilično iznenađujuće stvari: 'Ako uporedite gume različitih širina, ali identičnih specifikacija – ista smjesa, isti zaobljen profil, isti pritisak napuhavanja – može se reći u smislu otpora kotrljanja: što je šire to brže!'
Ovo zvuči kontraintuitivno – na kraju krajeva, cestovni bicikli su mnogo brži od turističkih ili brdskih bicikala – ali analiza kontaktne površine gume pomogla je dizajnerima kao što je Hachmeyer da prođu kroz popularno uvjerenje da je 'uže jednako brže'.
„Šire gume su brže,“odjekuje Wurmbäck u Continentalu. '24 mm se kotrlja brže od 23 mm, ali guma od 25 mm se kotrlja još brže od toga. Zapravo, naša guma GP4000s je oko 7% brža u verziji od 25 mm od verzije od 23 mm.’
Razlog seže u ovo pitanje deformacije. Iako pri istom pritisku i široke i uske gume imaju istu površinu kontaktne mrlje, precizan oblik svake kontaktne mrlje će se razlikovati. U užoj gumi ova mrlja će biti tanja, ali duža, formirajući tanak ovalni oblik po dužini dna gume, dok će za širu gumu oblik kontaktne mrlje biti kružniji, jer je guma više spljoštena po širini.. Rezultat je da tanja guma, duža kontaktna mrlja, potiče veću deformaciju gume – posebno bočne stijenke – nego njen širi parnjak. I kao što smo već čuli, što se guma više deformiše to se više energije troši na njeno deformisanje. Ali ako je to slučaj, zar se ne bismo svi trebali voziti na 28 mm?
Slučaj protiv
‘Iako će guma od 28 mm biti brža od svoje verzije od 23 mm u smislu otpora kotrljanja, težina gume od 28 mm će biti veća od gume od 23 mm jer veća veličina znači više materijala. Ovo će vjerovatno stvoriti primjetnu razliku u smislu inercije, a to će imati efekta tokom faza ubrzanja ili usporavanja,” objašnjava Nicolas Cret iz Michelina.„Aerodinamička svojstva će se također promijeniti sa gume od 23 mm na 28 mm.“
Ako bude gurnut, šta bi stručnjaci odabrali? „Utvrdili smo da je 24 mm idealan kompromis u pogledu otpora kotrljanja, aerodinamike i težine“, kaže VormWalde iz Specializeda. Međutim, Ken Avery iz talijanske stare garde Vittoria se ne slaže: 'Više [širine] nije uvijek bolje. Umjerenost je ključ. Jednom kada pređete preko 26 mm, suptilni dobici u otporu kotrljanja počinju nestajati. Formula je izbačena, da tako kažem. Takođe, ovo pretpostavlja da sve gume imaju konzistentan profil, što nemaju. Često debljina gazećeg sloja [u poprečnom presjeku] čini gumu oštrijom nego okruglom, tako da guma od 24 mm od jednog proizvođača može biti brža ili sporija u datom scenariju od 23 ili 25 mm.’
Da bi stvari dodatno zakomplikovale, pored izbora o pritisku i širini pneumatika dolaze razmatranja o gipkosti gume.
Šta se nalazi ispod
Ako deformacija uzrokuje gubitak energije zbog topline, tada će guma koja je elastičnija trebati manje energije da se deformira na određeni način nego guma čija je karkasa čvršća. Ispod gumene smjese gazećeg sloja gume leže hiljade čvrsto isprepletenih vlakana. Ovisno o gumi, ovaj sloj može sadržavati čak 320 niti po inču (tpi), od kojih su sve vrlo fini pamuk, ili možda samo 60, napravljenih od znatno debljeg najlona. Rezultat, kažu proizvođači kao što su Vittoria i Challenge, je da što je veći broj niti to je guma podatnija, a samim tim i lakše se deformiše, a time i manji otpor kotrljanja.
„Što je veći broj tpi, guma je fleksibilnija“, kaže Simona Brauns-Nicol iz Challenge-a. „S vremenom su dobavljači isporučili sve više i kvalitetnije niti koji su omogućili proizvođačima guma da pređu sa maksimalnog tkanja od 280/300 tpi na 320 tpi. Što je kućište podatnije i fleksibilnije, to je više udobnosti i, prije svega, bolje prianjanje uz cestu, čime se postiže najveća brzina.' Međutim, u svijetu guma ništa nije jednostavno, pa više niti ne znači automatski brža guma.
VormWalde u Specialized-u kaže: „Guma od 60 tpi s dobrom smjesom za kućište može biti brza kao guma od 100 tpi. Važan je i materijal – neke polipamučne navlake su brze, ali to nije zbog broja niti, već zbog impregnacije od lateksa koja ga čini vrlo elastičnim. Veliki broj niti ne znači nužno bržu gumu.’
Ako gipkije gume znače bolji otpor kotrljanja, onda isto treba reći i za zračnice. „Još podatnija i otpornija na probijanje može se postići korištenjem cijevi od lateksa umjesto unutrašnje cijevi od butila“, kaže Simona Brauns-Nicol iz Challenge-a. 'Naš se može naduvati do oko 300 puta od prvobitne zapremine. Lateks je istovremeno jak i elastičan i ne buši se tako lako, jer elastičnost znači da cijev od lateksa ima tendenciju da zaobiđe strane predmete.’
Pored toga što je inherentno podatniji materijal, lateks je i lakši – tako da će nadmašiti butilne cijevi u smislu otpora kotrljanja. Međutim, ova gipkost ima svoju cijenu: lateks je porozniji od butila, što znači da će zrak vidljivo iscuriti tokom dana.
Oni poput Specialized i Challengea bi vjerovatno mogli nastaviti da se svađaju oko cijevi od lateksa, broja navoja i kućišta danima (nije iznenađujuće što se Challenge ponosi proizvodnjom guma s brojem navoja od čak 320 tpi, dok se Specialized čini zadovoljnim sa proizvodnjom maksimalnih 220 tpi), ali njihove suprotne tačke gledišta ističu samu suštinu ovog problema sa 'brzim gumama': nema definitivnih odgovora. Naravno, postoje osnovni parametri – veličina, pritisak, gipkost – ali takve stvari su toliko neraskidivo povezane jedna sa drugom i pitanjima otpora kotrljanja, aerodinamike i inercije da je besmisleno fokusirati se samo na jedan aspekt na račun ostalih.
Kao što kaže Cret iz Michelin-a, „Dizajn pneumatika treba posmatrati kao pokušaj da se istovremeno poboljšaju mnoge konfliktne oblasti performansi. Guma je uvijek kompromis performansi. Šta je brza guma? Pa, to zavisi od toga šta mislite pod brzim.’
I konačno…u kadu ili ne u kadu?
Godinama su cevasti pneumatici reklamirani kao najbolja guma koju ozbiljan vozač može dobiti, a pristalice tvrde da je jedini razlog da ih ne voze na dnevnoj bazi svode se na neugodnost i cijenu bušenja. Međutim, postoji nekoliko kompanija koje su spremne uznemiriti ovu konkretnu kolica s jabukama.
‘Klinčeri su brži od cjevastih’, izjavljuje Wolf VormWalde iz Specializeda. „To je zato što polovina efektivne vazdušne komore čini obod. Bočne stijenke ruba se ne deformiraju prilikom kotrljanja i stoga ne troše energiju. Mislili ste da smo natjerali Tonyja Martina da koristi klinčere iz komercijalnih razloga, zar ne? Ne! Jednostavno su brži.’
Ovo letenje u lice konvencionalnoj mudrosti nije samo od jednog čovjeka (iako jedan u središtu prilično velike biciklističke korporacije), već je to osjećaj koji dijele i giganti guma Schwalbe i Continental. Ali, ako je to slučaj, zašto profesionalci ne jašu klupe? Pa, kaže Christian Wurmbäck iz Continentala, to je sasvim jasno.
‘Cevasti set točkova je lagan, ali, što je važno za profesionalne vozače, pruža mogućnost trčanja. U slučaju velike brzine ravnog, cijev ostaje na rubu zbog ljepila, za razliku od klinčera, koji ima tendenciju otpadanja, što dovodi do vrlo gadne nezgode.’.
