Від геометрії - від кутів і розмірів - залежить дуже багато чого в поведінці велосипеда. Залежить стійкість, керованість, прохідність (в хорошому сенсі), динаміка розгону, ефективне гальмування, спуск з гори і підйом на ону, проходження крутих віражів і можливість займатися крутим екстримом. У стародавні часи геометрія велосипеда жорстко і однозначно визначалося геометрією рами. Зараз це вже не так. З'явилися підвіски, передня і задня. А, значить, геометрія і поведінку байка залежать від характеристик підвісок (хід, жорсткість, демпфірування), і від їх налаштування. Щоб не заглиблюватися в нетрі, а просто, окинути, густий ліс, недбалим поглядом знавця, розглянемо основні моменти.
1. Кут нахилу підсідельної труби
Багато в чому задає посадку байкера і зручність обертання педалей, - якщо труба стирчить вертикально і каретка знаходиться точно під сідлом, то педалювати незручно, нікуди дівати стегна. А так же визначає розподіл ваги байка, тобто розподіл навантаження, на переднє і на задніх колесах. Чим менше кут нахилу (він відраховується від горизонталі) і чим вище байкер, тим більше навантаження на заднє колесо і, природно, менше на переднє. На крутому підйомі, якщо байкер сидить в сідлі, переднє колесо може повністю розвантажитися і втратити контакт з дорогою. І байкер ризикує перекинутися на спину. А на крутих спусках, все з точністю навпаки. Переднє колесо завантажується, і чим далі назад зміщений байкер, тим стійкіше велосипед і тим менше ймовірність падіння через кермо. Вважається, що кут нахилу підсідельної труби, рівний 73 ° (плюс, мінус 1 °. 2 °) забезпечує правильну, зручну посадку і розподіл навантаження. Цей кут точно підібраний для ідеального байкера з довжиною стегна 32 дюйма (813мм). Для додаткового коректування цього кута і підгонки байка до реальних габаритам рейдера (зростання, довжина рук і ніг.) Можна замінити прямий підсідельний штир на вигнутий (Thomson). І, що ще простіше, можна зрушувати сідло вперед або назад. При правильно встановленому сідлі, нога в нижньому положенні практично повністю розпрямляється.
2. Висота каретки
Визначає кліренс велосипеда - зазор між педаллю і дорогий, коли шатун опущений вертикально вниз. Занадто малий кліренс не дозволяє сильно нахиляти байк, при швидкісному проходженні повороту - можна зачепитися педаллю за камінь, купину, корінь, прискорюючись на виході з віражу. Або зачепити зірками системи за купину. Тому, байки для різних стилів катання мають різну висоту каретки над землею, - для DH і фрірайду каретку піднімають вище, до 34. 36см. Як конкретний матеріалу, є таблиця №1. яку люб'язно надав Олексій Маджуга і, де, на прикладі велосипедів KONA показано як змінюються розміри від призначення байка і стилю катання.
Примітка. У зв'язку з явним прогресом в пристрої і роботі амортизаційних вилок і задніх амортизаторів і створенням "стабільних платформ", хід амортизаторів збільшився в останні роки і, цілком можливо, збільшиться ще більше.
Крім того, чим вище розташована каретка, тим вище треба піднімати сідло і, тим більше стає висота велосипеда і вище розташовується центр ваги системи байк + байкер. Що, безсумнівно, впливає на стійкість і керованість. На високому байці простіше зберігати рівновагу, а при вході у віраж, кут нахилу, необхідний для того, що б компенсувати силою тяжіння, силу відцентрову, що виникає від руху по колу (радіусу) буде менше. ніж у низького байка. Що випливає з самої елементарної геометрії. Отже, на високому велосипеді простіше ганяти по вузьких лісових сінглтрекам і легше його "укладати" в круті віражі. Тобто, ще раз, для проходження віражу на даній швидкості і з даного радіусу, високий байк треба нахиляти убік на менший кут, ніж низький. Але при гальмуванні і спуску, картина виходить зворотною. На крутих підйомах, спусках і при різкому гальмуванні переднім гальмом, високий велосипед має більше шансів втратити рівновагу - перекинуться назад або перевернутися через кермо. Що б зменшити цей шкідливий ефект збільшують базу велосипеда - відстань між осями коліс. Заодно отримують велику м'якість і плавність ходу, байк менше підстрибує на вибоїнах, коренях і купинах. Але дліннобазний байк має більшу курсовою стійкістю і гірше вписується в круті віражі, що знову таки, випливає з простої геометрії. Для поліпшення керованості і маневреності доводиться "грати" з кутом нахилу рульової труби і зменшувати Trail (викочування переднього колеса).
3. Кут нахилу рульової труби (відраховується від горизонталі)
Відзначимо тільки наступне. Чим більше цей кут, чим ближче до вертикалі стоять пір'я вилки, тим швидше розганяється велосипед і тим краще вилка відпрацьовує дрібні торчки і нерівності на дорозі. І, навпаки, якщо кут менше, а пір'я вилки розташовані більш полого (гостріше) до поверхні, тим гірше динаміка і керованість, але зате вилка легше проковтує великі вибоїни і купини і вони менше впливають на рух байка. У крос-кантрі кут рульової зазвичай 71. 69 градусів, а довжина колісної бази - 100. 107 см, то в DH - 64. 65 градусів і 110. 117 см. Дивись таблицю №1. Малий кут нахилу передньої вилки в поєднанні з великою довжиною пір'я, що характерно для велочопперов, призводить до погіршення маневреності - ефективності (гостроти) управління: збільшення мінімального радіусу віражу і необхідності повертати кермо на більший кут.
4. Геометрія передньої вилки і Trail (викочування переднього колеса)
Маленький експеримент. Якщо поставити правильний велосипед вертикально на обидва колеса, тримаючи за раму і нахилити в бік, то і кермо сам повернеться в ту ж сторону. Причина такої поведінки криється в конструкції передньої вилки і рульової колонки. Саме вони визначають взаємне розташування двох важливих точок. Точки А - місця контакту переднього колеса з дорогою і точки В - перетину осі рульової колонки з тією самою дорогою. Взаємне положення цих точок задає не тільки напрямок куди повернеться кермо при нахилі велосипеда, але і його курсову стійкість, керованість, строгість управління, стабільність на віражах і багато іншого. Всі велосипеди можна розділити на два типи: ВА і АВ. Тип АВ - у якого точка контакту переднього колеса з дорогою розташована попереду точки В (ріс.№2а). Тип ВА - Точка А лежить позаду точки В (ріс.№2б).
При нахилі велосипеда типу АВ в одну сторону, його кермо буде повертатися в інший бік і по дуже ясною причини - точка прикладання сили тертя А лежить попереду осі обертання колеса В. Велосипед, при повороті "без рук", буде складатися навпіл як ширма і з гуркотом сипатися на землю. Зовсім інакше реагує на нахил кермо і переднє колесо велосипеда типу ВА, - вони будуть повертатися в сторону нахилу велосипеда самі, і без жодних рук. А при правильних розмірах і кутах, велосипед буде прагнути повернутися у вертикальне положення точно так, як ніби його кермо повернули руками - керма треба тільки трохи допомогти, направити його в потрібному напрямку, і все буде ОК! З цієї причини велосипеди типу АВ в магазинах не знайти.
Тепер про форму передньої вилки.
5. Геометрія байка змінюється при роботі амортизації
У момент гальмування, коли байк "клює носом" при стисненні амортизаційної вилки, база зменшується, але Trail зменшується ще більше, а, отже, зменшується і Ку. Виходить, що при гальмуванні байк стає більш керованим, а й менш стійким. Те ж саме відбувається при педалюванні стоячи, коли байкер наближає корпус до керма і при спуску зі схилу, особливо якщо переднє колесо інтенсивно гальмується.
Якщо тепер навантажити важким тягарем (симпатичною дівчиною) багажник або зменшити хід задньої підвіски (поставити більш короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуація зміниться прямо на протилежну. Trail збільшиться, Ку зросте, байк стане більш стійким, але їм буде важче управляти. Це напевно знайоме багатьом вело туристам. З добре навантаженим багажником, байк пре як танк, особливо якщо добре розігнатися. Але повернути або проїхати по звивистій стежці на малій швидкості, ой як нелегко. Зараз багато байки для екстриму мають довгі дропаути заднього пір'я, які дозволяють зрушувати задню вісь в широких межах або ставити колесо меншого діаметру, не 26, а 24 дюйма. Тож не дивно, що при цьому змінюється стійкість і керованість велосипеда. З'явилися вже перші трейловие байки, геометрію яких можна змінювати прямо на ходу в широких межах. Наприклад, новинка сезону, байк BIONICON EDISON. За допомогою промислового клапана який застосовують в пристроях пневмоавтоматики і пневмоліній геометрію рами можна міняти на 6 градусів! Кут нахилу рульової труби 67,5 °. 73.5 °. Кут нахилу підсідельної труби 71 °. 77 °. Хід вилки 69мм. 147мм, хід задньої підвіски 142мм при колісній базі 1056мм. На одному і тому ж байці тепер можна і котити в крос-кантрійних стилі і ефектно спускатися з крутого схилу.
Заміна амортизаційної вилки і заднього амортизатора на більш довгі чи короткі впливає на стійкість і керованість байка. Це слід обов'язково враховувати.
7. Довжина верхньої труби
Довжина верхньої труби визначається, як відстань від осі кермової труби до осі підсідельного штиря. Це відстань, разом з довжиною виносу, багато в чому визначає посадку велосипедиста. І, крім того, вона так само впливає на розподіл ваги велосипеда. Довга труба сприяє розвантаженню переднього колеса, - можуть початися прослизання при поворотах. Більш коротка, - може призвести до того, що коліна стануть зачіпати кермо при педалюванні способом "танцівниця". Любителі крос-кантрі вибирають довгу трубу і довгий винос (100. 130мм) для отримання низької, розтягнутої посадки. Це ускладнює проходження повороту і подолання складних ділянок, але головна боротьба, зазвичай відбувається на підйомах. Для швидкісного спуску і фрірайду поєднують злегка укорочену верхню трубу з коротким винесенням. Тому на схилі, рейдер зсувається далеко назад і забезпечує правильний розподіл навантаження між колесами. Крім того, додаткове завантаження переднього колеса, коли райдер злегка переміщається вперед, допомагає проходити технічні ділянки.
8. Нахил верхньої труби
Задає, перш за все, висоту стендовера - безпечну відстань від життєво важливих органів байкера до верхньої труби рами. Це дуже важливо в екстремальних видах спорту. Крім того, зменшується будівельна висота рами і, як наслідок, зростає її жорсткість і міцність, що грає роль в стрибкових дисциплінах і жорсткому фрирайде. Останнім часом занижена верхня труба використовується в шосейних і кросових велосипедах. Це дозволяє зменшити кількість розмірів випускаються рам і їх вага.
9. Довжина нижніх пір'я
Вона визначається по лінії, паралельній землі, від осі каретки до осі задньої втулки. Довжина нижніх пір'я впливає на розподіл ваги і динаміку байка. І, неважливо, сидить байкер в сідлі або стоїть на педалях, в цьому відмінність впливу довжини пір'я на розподіл ваги, від нахилу підсідельної труби. Адже, коли байкер встає з сідла, нахил підсідельною труби вже не впливає на розподіл навантаження між колесами. Короткі пір'я навантажують заднє колесо і збільшують його зчеплення з грунтом, а також роблять задній трикутник більш компактним, підгорнутим і жорстким. Байк легше піднімається в гору, швидше проходить, повороти і розганяється. У прогулянкових велосипедів і турингов база зазвичай збільшена і задній трикутник розтягнутий. Це погіршує динаміку і вимагає більшої витрати енергії для того, що б забратися в гору. Але на це доводиться йти, щоб розмістити на багажнику великий і об'ємний вело рюкзак (штани) і не зачіпати його п'ятами при обертанні педалей.
І ще пару слів про відмінності в геометрії байків для різних стилів катання.
Чим гостріше байк "заточений" під швидкісний спуск і жорсткий фрірайд, тим довше хід його амортизаторів, гостріше кут рульової труби, більше колісна база і вище кареточний вузол. Байк для дерта, має укорочену підсідельну трубу, занижений стендовер (відстань від землі до середини підсідельною труби) і короткий винос. Це корисно для безпеки і зручності рейдера при виконанні стрибків і трюків і для більшої міцності рами.
PS. Висловлюю подяку Олексію Маджуга за цінні поради та рекомендації щодо особливостей геометрії сучасних байків