Веломобиль, лигерад и другие транспортные средства с мускульным приводом - Веломобили и лигерады

П. Ринковский – изобретатель и фанат альтернативной велотехники с ГДР, который задолго до появления IHPVA (Международной Ассоциации Мускулоходов) строил и испытывал лежачие велосипеды своей конструкции, а также разработал и собственноручно изготовлял уникальные радиальные велошины.

 

 

 

 

 

На фото: Пауль Ринковский (в центре) и его лежачий велосипед «Kurzlieger» на радиальных велошинах.

Пауль Ринковский (24 апреля 1915 – 14 марта 1986) – пионер в области разработки лежачих велосипедов с г. Лейпцига. В период с 1947 по 1985 г П. Ринковский (Paul Rinkowski) построил, и всесторонне испытал на предмет эффективности и максимальной скорости десятки лежачих велосипедов своей конструкции.

После рыночного дебюта радиальных шин французской компании «Мишлен» в 1946 г, Ринковский начинает заниматся изучением свойств велосипедных покрышек и способов улучшения их характеристик. Его эксперименты стали основой ряда научных работ про взаимосвязь между конструкцией шины, и ее технических и эксплуатационных свойств.  Практическим воплощением этих исследований стали первые в мире радиальные покрышки для велосипеда, сделанные им собственноручно.

Хронология творчества велоконструктора:

• 1947 – Первый лежачий велосипед
• 1950 – Короткобазый лигерад с комбинированным (ножным и ручным приводом)
• 1956 – Первый спортивный лигерад
• 1962 – «Kurzlieger», один из лучших лигерадов изобретателя
• 1971 – Детский веломобиль
• 1980 – Модернизированный короткобазый лигерад
• 1984 – Четырехколесный веломобиль
• Между 1970 и 1985 гг – большое количество лежачих велосипедов и веломобилей, информация про которые утеряна.

 

 

Фото (слева-направо):  один из первых лежачих велосипедов Пауля (1948 г), лигерад с комбинированным (ручным и ножным) приводом (1950 г), первый спортивный лигерад (1956 г) и «Kurzlieger» (1962 г).

   

 

 На фото: радиальные велошины размером 500 х 47 мм конструкции П. Ринковского. Поначалу изобретатель использовал деревянные, легкие и прочные, самодельные обода. Позже он перешел на использование дисковых алюминиевых колес для снижения сопротивления воздуха.

На протяжении 70-80-х гг Ринковский был ответсвенный за изготовление высококлассных покрышек радиальной конструкции для велосипедной команды ГДР (Восточной Германии), которая использовала эти покрышки на международных соревнованиях. Ринковский ежегодно делал 50-60 пар радиальных велошин для сборной страны.

 Изобретатель получил патент на велопокрышку радиальной конструкции в ГДР в 1954 г. Ринковский сконструировал измерительную аппаратуру для рассчета силы споротивления качению в велошинах. Предварительные лабораторные тесты показали, что его радиальные велосипедные покрышки диаметром 500 мм (20”) имели силу сопротивления качению равную около 3 Н (Ньютон) против 6 Н у шин-однотрубок гоночных велосипедов той поры. В патенте на радиальные велопокрышки были приведены следующие данные: «пара радиальных велошин моей конструкции имеют сопротивление качению равное 240 грамм, в то время как пара покрышек гоночного велосипеда имеет сопротивление качению по меньшей мере 420 грамм. Я знаю споротивление качению велошин очень точно, так как я разработал и построил соответвующее имерительное устройство, которое сейчас является собственностью спортивного клуба «DHFK» в г. Лейпциге.» Современные замеры потвердили рассчеты изобретателя: коэффициент сопротивления качению пары 500х47 мм радиальных шин Ринковского равен 0,00345; а современных шин-однотрубок – 0,006. То есть шины Ринковского имеют почти на 75% меньшее сопротивление качению.

 

Считается, что на скорости 30 км/ч, 80% энергии велосипедиста тратится на преодоления воздушного сопротивления. Остальные 20% - это сопротивление качению покрышек и механические потери в приводе и подшипниках. Как известно, чем меньше диаметр покрышки, тем больше сопротивление качению при прочих равных условиях. Однако, чем больше колесо, тем выше аэродинамические потери на скорости, которые растут в геометрической прогрессии. Чтобы доказать существенные преимущества радиальных велопокрышек над обычными диагональными, Ринковский провел серию тестов, где он сравнил скорость лежачего велосипеда «Kurzlieger» на радиальных 20” покрышках и обычного гоночного велосипеда на 28” шинах-однотрубках. При выдаваемой гонщиком мощности в 60 ватт (мощность, которая позволяет ехать со скоростью 20-22 км/ч на обычном спортивном велосипеде) лежачий велосипед Ринковского «Kurzlieger» ехал, как минимум,  на 2,5 км/ч быстрее гоночного велосипеда. Это преимущество не в последнюю очередь было результатом использование радиальных велошин конструкции изобретателя. С ростом выдаваемой мощности скоростное преимущество лежачего велосипеда только увеличивалось. Таким образом Ринковский доказал скептикам, что лежачий велосипед на колесах уменьшенного размера быстрее обычного спортивного велосипеда.

 

Так какое же различие между радиальными и диагональными шинами? 

В 1946 г французская шинная компания «Мишлен» запустила производство радиальных шин, которые спустя  20 лет почти полностью вытеснили диагональные покрышки в автомобилях. 

Диагональные шины по своим эксплуатационным характеристикам уступают радиальным шинам. Диагональная шина имеет каркас из одной или нескольких пар слоев корда, расположенных так, что нити соседних слоев перекрещиваются. А в радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей; тонкая мягкая оболочка каркаса по наружной поверхности обтянута мощным гибким брекером - поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, стального или текстильного. 

Брекер в таких шинах выполняет большую часть работы каркаса и изготавливается чаще всего из 2-3 слоев металлокорда. Нейлоновый корд в каркасе и металлокорд в брекере позволяют повысить прочность шины в зоне беговой дорожки, защитить её каркас от повреждений, уменьшить распространение трещин в протекторе.  

Чем радиальная лучше диагональной? У радиальной выше стойкость к износу, она долговечнее. У радиальной шины меньше сопротивление качению. 

Фото: Радиальная шина обеспечивает лучшее сцепление с дорогой за счет большего по площади и более стабильного пятна контакта. При изменении нагрузки и колебаниях во время движения жесткий брекер не дает протектору радиальной шины деформироваться; выступы протектора не сминаются и не проскальзывают.

 

 

 

 

 

 

Плюсы радиальных шин:
Нити каркаса воспринимают только радиальные нагрузки. А это, в сравнении с диагональными шинами, значительно уменьшает напряжённость нитей и позволяет при одной и той же нагрузке изготавливать каркас радиальных шин с меньшей слойностью (в два раза), что обеспечивает лучший отвод тепла. 

Лучшее сцепление с дорожной поверхностью. Это достигается за счёт большей площади контакта с опорной поверхностью. 

У радиальных шин жесткий брекер снижает деформацию протектора и пятно контакта практически не изменяется по форме. Поэтому объём канавки не уменьшается, а выступы протектора не проскальзывают. 

Радиальные шины по сравнению с диагональными характеризуются большей несущей способностью (на 15-20%); повышенной максимальной скоростью; меньшей массой (на 3-4%); большей радиальной эластичностью (на 20-30%), меньшим нагревом (на 20-30%). 

Радиальные шины повышают безопасность езды:
- улучшения устойчивости и управляемости при движении;
- повышенного сцепления на дорогах с сухим и мокрым покрытиями;
- уменьшения риска механических повреждений и проколов в зоне протектора 

Минусы радиальных шин:
- Большая стоимость и повышенная боковая эластичность. Радиальное расположение нитей корда снижает прочность боковины стенки покрышки. При боковых ударах боковины радиальных шин, по сравнению с диагональными, чаще подвергаются повреждениям. 

 

На фото: серийная радиальная велошина «Maxxis Radiale 23 Road Tire» 

Еще в начале 70-х гг радиальные покрышки, благодаря своим премуществам, почти полностью вытеснили диагональные аналоги на автомобилях. Почему же радиальные покрышки не нашли распространения в велосипедах? Как известно, велосипедна индустрия очень консервативная и основной целью считается сохранение привлекательной (низкой) стоимости велосипедов. Более сложные и, как следствие, дорогие радиальные велошины не вписываются в сложившуюся концепцию. Тем не менее, в 2010 г лед тронулся и всемирно известная тайванская компания Макксис (Maxxis) наладила выпуск радиальных велошин «Maxxis Radiale 23 Road Tire» размером 700С x 23 мм. Максимальное давление: 145 PSI. Вес покрышки: 220 гр. 

 

 

 

 

 

На фото: лигерад «Kurzlieger» (сохранившиеся конструкции этого выдающегося велоконструктра можно увидеть в Автодорожном музее Дрездена и Политехническом музее Берлина).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Kurzlieger» даже спустя полвека смотрится современно! Обратите внимание на следующие особенности конструкции этого лежачего велосипеда:

- дисковые алюминивые колеса 

- обтекатели для ног

- эргономичное сиденье 

- самодельные радиальные покрышки размером 500х47 мм собственной, запатентованной конструкции, которые, по измерениям автора, имели сопротивление качению почти в 2 раза ниже чем у стандартных диагональных велопокрышек размером 700С. 

- подвеска переднего колеса и сиденья.

 

Послесловие

Фото: могила Пауля Ринковского

Пауль Ринковский вошел в историю как талантливый велоконструктор и изобретатель разнообразных лежачих велосипедов, веломобилей и других видов альтернативной велотехники. Изобретения Ринковского опередили свое время на десятилетия и даже полвека спустя вызывают восхищения. Вершиной его творчества стал лежачий велосипед «Kurzlieger», который воплотил в себе все наработки конструктора: высокоэффективные радиальные велошины, дисковые колеса, эргономичное сиденье, подвеска колес и обтекатели ног. Все это позволило построить действительно быстрый и удобный велосипед - мечту Ринковского.

 Лигерад «Kurzlieger» появился как минимум на 7 лет раньше знаменитого американского лигерада «Ground Hugger», популярность которого подтолкнула к созданию IHPVA (Международной Ассоциации Мускулоходов) в 1976 г.  

 

 

 

 

 

Список использованых источников

http://www.liegerad-leipzig.de/2002/KatB.html
http://www.worldlingo.com/ma/dewiki/en/Paul_Rinkowski
http://de.wikipedia.org/wiki/Paul_Rinkowski
http://www.velomobilforum.de/forum/archive/index.php/t-12875.html
http://fahrradzukunft.de/0/gute-reifen/
http://fahrradzukunft.de/0/gute-reifen/#rinkowski-1975
http://www.liegerad-leipzig.de/historisch/index.html

http://www.maxxis.com/Bicycle/Road-Racing/Radiale-23c.aspx 

http://de.wikipedia.org/wiki/Rinkowski 

http://wstiffel.homepage.t-online.de/HPV-GESCHICH.htm 

http://www.noping.net/english/

http://www.nakolesah.ru/information/biasradial.aspx 

http://www.shina-online.ru/ustroystvo.html

< Предыдущая		Следующая >