Веломобиль для рекордов

Термин веломобиль, обобщающий все колёсные транспортные средства на мускульной тяге, употребляется у нас с середины 1970-х гг. О веломобиле «Вита» харьковчанина Ю. Стебченко, как о первой ласточке нарождающегося вида транспортных средств, «М-К» поведал ещё в № 7 за 1976 год. В остальном мире так именуют лишь практичные конструкции, предназначенные для грузо-пассажирских перевозок и снабжённые корпусом-кузовом.

Наряду с этим для всех двух-трёх-четы-рёхколёсных велотранспортных средств с посадкой пилота «по-автомобильному» (не верхом на седле, а на сиденье со спинкой) за границей прижился неспециализированный термин «горизонтальные», либо рикамбенты, что в переводе с английского (recumbent) свидетельствует «лежачий» велосипед. Двухколёсные велосипеды таковой схемы обычно именуют ещё лигерады, что дословно в переводе с германского -«лёжа на колесе».

Схемы лигерадов также различаются:

а) по компоновке: короткобазные -если каретка расположена перед рулевой колонкой, среднебазные — каретка расположена вблизи рулевой колонки и длиннобазные — каретка находится между рулевой спинкой сиденья и колонкой пилота;

б) по посадке пилота: высокая -основание сиденья приблизительно на уровне колеса либо выше (хайрейсеры), средняя — приблизительно на уровне либо выше оси колеса (мидлрейсеры) и низкая — ниже уровня оси колеса (лоурейсеры).

Юный спортсмен Евгений Нестюрин из города Зеленограда Столичной области — мастер спорта по маунтин-байку.

Он практически десять лет конструирует и создаёт в домашней мастерской скоростные лигерады, каковые в полной мере смогут стать базой (шасси) для стрим-лайнера, но разговор об данной категории скоростных педальных автомобилей отправится ниже.

На одном из собственных лигерадов называющиеся «Индикатор-2» — короткобазном переднеприводном лоурейсере с неподвижной кареткой (жёстко закреплённой на раме) — Евгений стал победителем соревнований по скоростным заездам.

На нём же он участвовал в классическом тест-туре веломобилей «Золотое кольцо России-2009» Столичного клуба энтузиастов биотранспорта. Нестюрин проехал по просёлочным дорогам и обычным автомагистралям от столицы до вологодской глубинки — старого города Тотьмы — около 800 км, завоевав основной приз за лучшую конструкцию.

Для изготовления лёгкого скоростного лигерада крайне важен верный выбор материалов.

Первый вариант «Индикатора» Евгений изготовил из алюминиевых сплавов, но кое-какие швы не выдержали вибрационных нагрузок — кое-где показались трещины. В «Индикаторе-2» для того чтобы им применены титановые трубы, а для некоторых подробностей — алюминиевые сплавы. Самодель-щики, не имеющие опыта сварки таких материалов, в полной мере смогут заменить их. К примеру, титан — отличными тонкостенными (1 — 1,2 мм) трубами из стали марки 30ХГСА, причём меньших, чем указано на чертежах, диаметров.

Масса конструкции увеличится наряду с этим на 2 — 3 кг, что не критично для начинающих конструкторов.

В «Индикаторе-2» переднее колесо есть управляемым и ведущим. В базе для того чтобы совмещения лежит свойство современных велосипедных цепей скручиваться на большой угол без утраты работоспособности.

Для обеспечения хорошей управляемости и динамической устойчивости принципиально важно верно подобрать соотношение трёх параметров; а — угла наклона рулевой колонки, В — вылета передней вилки, Т — расстояния между мнимыми точками касания радиуса переднего колеса с поверхностью пересечения и дороги с ней же оси поворота передней вилки — так именуемого трейла. Эти параметры зависят от многих факторов (колёсной базы, диаметров колёс, положения центра тяжести, диапазона скоростей перемещения лигерада и т.д.) и подбираются по большей части умелым путём.

В «Индикаторе-2» они равны соответственно; 80°, 30 мм и 35 мм.

Скоростной веломобиль «Индикатор-2»:

1 — рама; 2 — передняя вилка (от горного велосипеда, доработанная); 3 — звёздочка с шатунами; 4 — узел крепления каретки; 5 — цепь; 6 — натяжной ролик с успокоителем цепи; 7 — опорный ролик; 8 — ведущее колесо; 9 — опорное колесо; 10 — тумблер передач; 11 — диск переднего тормоза; 12 — диск заднего тормоза; 13 — лежак; 14 — подложка; 15 — подкос лежака; 16 — подголовник; 17 — световозвращатель; 18 — руль; 19 — передний вынос руля; 20 — задний вынос руля; 21 — рычаг руля; 22 — ручка тормоза (2 шт.); 23 — велокомпьютер; 24 — машинка переднего тормоза; 25 — машинка заднего тормоза

Узел опорного ролика:

1 — корпус подшипников; 2 — подшипник № 0902 (15x28x7,2 шт.); 3 — чашка; 4 — звёздочка (z=26); 5 — шека ролика (капролон, 2 шт.); 6 — накладка; 7 — заклёпки d4, 6 шт.); 8 — ось (болт М8х40); 9 — распорная шайба d20x4

Узел натяжного ролика:

1 — натяжной ролик; 2 — подшипник № 0902; 3 — чашка; 4 — болт М8х40; 5 — успокоитель цепи; 6 — накладка, 7 — заклёпка d3 (2 шт.); 8 — держатель ролика (труба d18x1); 9 — втулка; 10 — заклёпка d4; 11 — распорная шайба d20x4; 12 — фиксатор успокоителя цепи; 13 — рама

В переднеприводных лигерадах передняя вилка подвергается большим нагрузкам и должна быть достаточно твёрдой. В «Индикаторе» использована металлическая вилка от горного велосипеда с переваренным штоком. Дабы в ней поместилось заднее колесо от простого велосипеда (девятискоростная втулка с кассетой звёздочек), правое перо вилки мало отогнуто.

Оба ролика (опорный и натяжной) закреплены на раме посредством болтов-осей с внутренним шестигранником.

Для этого в держатель каждого ролика запрессована втулка с резьбовым отверстием.

Опорный ролик — сложной конструкции. Складывается из металлического точёного корпуса, в который запрессованы два подшипника. К корпусу приварена стандартная звёздочка (z = 26), к ней с двух сторон приклёпаны однообразные щёки, выточенные из капролона, а с внешней стороны — накладка, фиксирующая подшипники в корпусе. Вовнутрь подшипников запрессована чашка с отверстием под болт-ось.

Натяжной ролик кроме этого выточен из капролона. В него запрессованы подшипники, а вовнутрь них — такая же чашка, как и на опорном ролике. Перед установкой роликов на раму на болты надеваются распорные шайбы, исключающие касание роликами элементов рамы.

Таковой материал щёк и ролика выбран для обеспечения малошумной работы привода. С данной же целью на неспециализированной с натяжным роликом оси смонтирован успокоитель цепи.

Его положение на раме определяет фиксатор, к которому он прикреплён заклёпкой. К обеим полочкам успокоителя, предохраняющим цепь от спадания с ролика, для гашения шумов от цепи приклёпаны накладки из листового полипропилена.

Привод

Руль

рычаг руля и Передний вынос

База конструкции «Индикатора-2» -цельносварная рама. При её сварке крайне важно не допустить поводок, исходя из этого целесообразно создавать эту работу в два этапа.

Основной элемент рамы — составная сварная хребтовая труба диаметром 51×1,2 мм.

Её сварку лучше вести на несложном стапеле: 16-мм странице ДСП, на котором посредством закреплённых саморезами брусков обозначен контур будущей рамы. Разметка рамы выполняется от строительной оси «0 — 0». До тех пор пока хребтовая труба рамы находится на плоском стапеле, направляться приварить к ней усилитель (подкос) и косынку.

Для исполнения предстоящих сварочных работ нужно подготовить второе приспособление (к примеру, из отрезка швеллера либо трубы прямоугольного сечения), на котором монтируются имитаторы осей колёс. Затем хребтовая труба в сборе с передней стаканом и вилкой рулевой колонки фиксируется на стапеле вместе с перьями задней вилки и дропаутами, после этого все элементы привариваются прихватками. При окончательной сварке направляться всегда контролировать геометрию рамы.

После этого производится приварка остальных элементов. В завершение операции по изготовлению рамы открытые торцы хребтовой перьев и трубы задней вилки завариваются заглушками из листового металла.

Поверх левого дропаута приваривается накладка для крепления адаптера тормозной машинки.

Приварка распорных втулок между ушками крепления подкоса требует аккуратности и осуществляется точками.

Материал подробностей узла каретки -алюминиевый сплав АМГ-6. втулки и Стакан каретки клеммового зажима — точёные подробности.

При изготовлении узла из стали вместо втулок возможно применять стандартные удлинённые гайки («М-К» № 11 за 2011 г.).

Опора стакана — коробчатого типа; складывается из однообразных пар накладок и щёчек, сваренных между собой и с трубой-зажимом.

Лигерад вычислен и выстроен для пилота ростом 175 — 185 см.

Перемещением узла каретки по носовой консольной трубе рамы (выносу) возможно создавать более узкую настройку под рост гонщика.

Лежак лигерада — особо важный элемент конструкции — изготавливается под конкретного пилота. Обычно во время обкатки лежак подвергается важным доработкам, потому, что сходу сделать его комфортным удаётся редко.

Веломобилист, вернее его позвоночник, при фактически горизонтальной посадке, испытывает негативные знакопеременные нагрузки в направлении поясницы — грудь при перемещении по неровностям дороги. Исходя из этого профиль лежака обязан совершенно верно соответствовать контурам поясницы пилота. Имеется много уникальных способов снятия мерки.

Конструктор поступил следующим образом: смакетировал на ровном полу главные элементы лигерада и подложил под пояснице обычную подушку. Отпечаток, покинутый на ней, сохраняется пара мин., что достаточно для снятия размеров.

Успокоитель цепи (натяжной ролик условно снят):

1 — рама; 2 — успокоитель цепи; 3 — фиксатор успокоителя цепи; 4 — заклёпка d4; 5 — накладка (2 шт.)

Узел крепления каретки (*размер для справки):

1 — стакан каретки; 2 — опора стакана каретки; 3 — клеммовый зажим (труба d55x2); 4 — втулка (3 шт.); 4 — гайка (3 шт.)

Рама:

1 — вынос каретки рамы (труба d51х1,2); 2 — наклонная стойка (труба d51х1,2); 3 — хребет лежака (труба d51x1,2); 4-косынка; 5-держатель натяжного ролика (труба d18,1); 6 — держатель опорного ролика (труба d18,1 ); 7 — передняя опора лежака (труба d20x1); 8 — задняя опора лежака (труба d20x1); 9 — вынос задней опоры (труба d20x1); 10 — перо задней вилки (труба d30x1, 2 шт.); 11 — дропаут-наконечник пера задней вилки (полоса s4, 2 шт.); 12 — ушко подкоса (полоса s3,2 шт.); 13 — фиксатор успокоителя цепи (полоса s3); 14 — стакан рулевой колонки (труба d36x2); 15 — подкос (труба d30x1)

Лежак (на виде сверху подушка и матрац не продемонстрированы):

1 — основание; 2 — основание подголовника; 3 — боковина лежака (2 шт.); 4 — боковина подголовника (2 шт.); 5 — подушка подголовника; 6 — матрац; 7 — передняя опора; 8 — средняя опора; 9 — задняя опора (подкос, 2 шт.); а — заплечики; б — ниша подушки лежака

Передний узел крепления лежака:

1 — основание лежака; 2 — боковина лежака; 3 — дно ниши; 4 — проставка; 5 — заклёпка; 6 — передняя опора лежака; 7 — уголки; 8 — заклёпка; 9 — болт М5х20; 10 — гайка М5 (самоконтрящаяся); 11 — шайба; 12-втулка; 13 — эксцентриковый зажим; 14-подложка лежака; 15 — подушка лежака

Основание подголовника

Передняя узел и опора крепления лежака к раме

подголовника и Основания лежака выполнены из дюралюминиевого страницы толщиной 2 мм и перфорированы для облегчения.

Из для того чтобы же материала, но толщиной 3 мм выполнены и боковины.

Соединяются боковины с основаниями посредством уголков и заклёпок в виде круглых шайб, согнутых по диаметру. Причём в качестве шайб автором остроумно и практично использованы ветхие монеты.

Формообразование задней частей и передней лежака также зависит лишь от телосложения пилота. К примеру, в передней части его закруглённые края в области ягодиц время от времени отгибают вниз приблизительно на угол 15° — 30°, с тем дабы исключить потёртости и в один момент сохранить контакт пилота с лежаком при силовом педалировании. В «Индикаторе-2» это выяснилось излишним.

Задняя часть основания лежака загнута вперёд для образования заплечиков, каковые удерживают пилота от смещения назад, в ней же выполнен фигурный вырез для разгрузки шейного отдела позвоночника.

В основании лежака наоборот крестца поясницы пилота вырезано отверстие 100×290 мм и образована ниша. Для этого с нижней стороны лежака к нему прикреплено посредством жёсткой прокладки и заклёпок дно.

Основание лежака покрыто приклеенной к нему подложкой из туристского коврика-«пенки» толщиной 10 мм, наряду с этим в нишу предварительно уложена дополнительная подушка переменной высоты.

Подголовник — отдельный элемент лежака — крепится к нему четырьмя потайными винтами с гайками. К основанию подголовника приклеена фигурная подушка из нескольких слоёв той же «пенки», обтянутая мягким тканевым чехлом.

Лежак съёмный, крепится к раме в трёх точках: к передней опоре на горизонтальной части хребтовой трубы -с помощью двух кронштейнов, изготовленных из пар уголков, склёпанных между собой, и эксцентрикового зажима седла велосипеда; к средней опоре — посредством двух потайных винтов М5х20 и резьбовых втулок, запрессованных в торцы опоры; к перьям задней вилки -с помощью подкосов.

Руль лигерада сварен из отрезков трубы диаметром 22×1 мм.

Для изготовления выноса руля использованы два стандартных: с кпеммовым зажимом, устанавливаемым на шток передней вилки, и разрезной — с накладкой для крепления фактически руля посредством двух болтов. Оба эти выноса объединены: приварены к удлинителю из трубы диаметром 25 мм. В открытые торцы труб руля засунуты декоративные резиновые заглушки.

В остальном лоурейсер укомплектован стандартными узлами и велосипедными деталями.

В кареточный узел установлен картридж: капсула, объединяющая вал каретки и стандартные шариковые подшипники качения. Протяженность шатунов -170 мм. Ведущая звёздочка имеет 82 зуба. Колёса диаметром 22 дюйма (510 мм) снабжены узкой (19 мм) резиновой покрышкой, рассчитанной на высокое, до 8 атм, давление. Ведущее колесо имеет 36 спиц, а опорное — 32. Диаметр роторов дисковых колёс — 160 мм.

Обе тормозные машинки смонтированы на кронштейнах перьев вилок посредством адаптеров, снабжающих настройку тормозов. На руле находятся ручки переднего и заднего дисковых тормозов, 9-позиционный шифтер переключения скоростей и велокомпьютер. Грязевым щитком снабжено лишь заднее колесо — пилота защищают от брызг с переднего колеса широкая лежак и хребтовая труба рамы.

Установлены и световозвращатели: позади — красный на кронштейне крепления грязевого щитка; спереди — белый на заглушке хребтовой трубы. Тут же эргономичное место и для фары — при необходимости она легко монтируется посредством пластмассовых электротехнических хомутов-зажимов.

На создание одного лигерада у Е. Нестюрина уходит практически год — создатель весьма шепетильно прорабатывает каждую подробность конструкции, исходя из этого и смотрятся его автомобили как заводские.

Потому, что фактически целый «Индикатор» изготовлен из коррозионностойких материалов, лакокрасочное покрытие не наносилось, за исключением выноса руля.

Неспециализированная масса конструкции — 17,3 кг.

Не каждый с первого раза освоит лигерад и обучится с уверенностью на нём ездить, тем более, со столь низкой посадкой. Кроме того велосипедисты со стажем, «вросшие» в седло классического велосипеда, иногда тушуются, располагаясь на низком лежаке.

А кому-то достаточно и нескольких мин., дабы ощутить эту необычную машину, стать с ней одним целым. И спешит таковой смельчак на зависть окружающим, практически летит над дорогой…

На этом возможно было бы и закончить рассказ о скоростном велосипеде. Но понимаете ли вы, о чём грезит в душе пилот лоурейсера, в особенности юный?

Грезит перевоплотить его в стримлайнер и, конечно же, с самым-самым лучшим в мире обтекателем. А после этого — бороться за рекорды! Не верите — тогда попытайтесь сделать собственный лоурейсер. Внезапно это станет вашим первым шагом к победе?

Тренированные спортсмены на современных кузовных веломобилях (с обтекателями) способны за дневной пробег преодолевать расстояния более чем 1200 км со средней скоростью более 50 км/ч.

Подкосы лежака:

1 — задняя опора лежака (труба 18×1); 2 — правый подкос (труба 18×1); 3 — перо задней вилки (труба 30×1, 2 шт.); 4 — винт М5х20; 5 — подложка; 6 — боковина основания лежака (лист s3); 7 — левый подкос (труба 18×1); 8 — законцовка подкоса; 9 — ушко крепления подкоса; 10 — рас-порка(труба 15×1); 11 -болтМ6х35; 12-само-контрящаяся гайка М6

Тормозной механизм колеса (заднего)

Узел крепления лежака:

1 — основание лежака; 2 — подложка; 3 — боковина основания; 4 — средняя опора лежака; 5 — рама, 6 — вынос опоры; 7 -резьбовая втулка; 8 — винт М5х20

Посадка пилота-эргонома в стримлайнере

Рекордный веломобнль-стримлайнер Varna канадского конструктора Г. Георгиева под управлением гонщика С. Витингема

Безотносительный же всемирный рекорд колёсного мускулохода равен 133,3 км/ч. Его установил в сентябре 2009 года в Неваде на классических ежегодных скоростных заездах у Горы сражения канадский гонщик С. Витингем на веломобиле-стримлайнере Varna конструктора Г. Георгиева — также канадца, болгарина по происхождению (откуда и наименование серии его стримлайнеров -«Варна»),

Столь выдающиеся результаты были взяты по большей части за счёт идеальной аэродинамической формы кузова-обтекателя. При достижении скорости около тридцати километров/ч практически 85 — 90% энергии веломобилиста расходуется на преодоление сопротивления встречного воздушного потока, а при более высоких скоростях — до 95%.

К стримлайнерам, по терминологии, принятой Глобальной ассоциацией создателей мускульных транспортных средств (WHPVA), относятся конструкции, снабжённые обтекателями с высокими аэродинамическими чертями и предназначенные для установления спортивных достижений. Наряду с этим пилот столь хорошо «упакован» в болид, что для финиша и осуществления старта, а также для выхода и посадки из аппарата, спортсмену требуется сторонняя помощь участников команды.

финиш и Старт скоростного заезда на стримлайнере в большинстве случаев происходят следующим образом. Пилот размещается в нижней части обтекателя, которая стоит на ложементе. Затем вытягивает руки вперёд на руль, благодаря чего размах плеч сужается.

Потом ассистенты надевают зазор и верхнюю часть обтекателя между обеими частями заклеивают скотчем. Ассистент, будучи на роликовых коньках, охватывает ногами стримлайнер, освобождает его от ложемента и в таком положении дуэт «пилот — ассистент» трогается с места. По окончании маленького ускорения пилот стримлайнера начинает независимое перемещение. Закончивший прохождение расстояния стримлайнер в конце тормозного участка ловят члены команды и освобождают пилота из обтекателя.

Создание скоростных веломобилей с лёгкими аэродинамическими обтекателями из композитных материалов (преимущественно из углепластиков) — сложная и высокозатратная инженерная задача.

Вспоминая историю, хочется подчернуть, что веломобиль «Вектор», в первый раз преодолевший в первой половине 80-ых годов двадцатого века планку в 100 км/ч, был трехколёсным. Но начиная с 1986 года все полные рекорды скорости веломобилей устанавливались лишь на двухколёсных стримлайнерах.

В большинстве современных веломобилей (претендентов на рекорды) шасси интегрировано в неспециализированную конструкцию. Однако, имеется стримлайнеры, в которых в качестве ходовой части употребляются двухколёсные рикамбенты, их возможно извлечь из оболочки и применять для соревнований в независимых классах (в соответствии с тем же интернациональным регламентам) — без обтекателя.

В большинстве случаев, по схеме — это лоурейсеры, имеющие низкий центр тяжести, на которых пилот находится фактически горизонтально. В стримлайнерах таковой схемы сиденье пилота именуется лежаком.

Для понижения силы аэродинамического сопротивления конструкторы всячески стремятся уменьшить мидель стримлайнера — площадь громаднейшего поперечного сечения обтекателя.

Мидель определяется по большей части антропометрическими параметрами пилота. Зазор между капсулой и спортсменом измеряется практически миллиметрами. При вычерчивании и проектировании миделя серьёзны два главных параметра: площадь проекции ометания ступнями пилота и ширина его плеч (большая ширина обтекателей лучших стрим-лайнеров образовывает всего-навсего 380 — 420 мм).

При компоновке лоурейсера направляться пользоваться двухмерным макетом пилота. Для этого эргономичен эргоном, созданный и удачно использовавшийся десятилетиями чешскими конструкторами машин «Татра»: вычерчивается посредством лишь окружностей и прямых линий. Его пропорции прекрасно соответствует пилотам ростом в 160 — 180 см. Элементы макета возможно изготовить из жёсткой прозрачной обложки блокнота либо папки и скрепить их в шарнирах заклёпками, к примеру, из небольших гвоздиков.

Изначально нужно определиться с положением (размер «b») оси каретки. Для этого необходимо задать конструктивные параметры: размер «а» — минимальное (в большинстве случаев 80 — 120 мм) расстояние от пятки пилота до дороги и «с!» — длину шатунов (в большинстве случаев 150 — 170 мм). После этого задать величину превышения каретки над основанием лежака (в большинстве случаев 120 -180 мм).

По окончании чего вычертить пара вариантов компоновки положения пилота. Они и выяснят оптимальные контуры миделя стримлайнера. Совсем продольные и поперечные сечения обтекателя уточняются при натурном макетировании.

Созданием стримлайнеров занимаются и личные конструкторы, и специалисты — компании-производители велотехники. В битве за рекорды скорости употребляются самые современные материалы, моделирование и компьютерные технологии. Но, что страно, самые стремительные на сегодня веломобили «Варна» созданы не инженером, а явились плодом таланта и опыта Георгия Георгиева — скульптора по образованию.
В.

УЛЬЯНОВСКИЙ

От редакции

12.09.2012 г. гонщик Сергей Дашевский из г. Краснодара на стримлайнере «Тетива» конструкции москвича Вениамина Ульяновского на спецтрассе в штате Невада (США) установил новый рекорд России — развил скорость 106,45 км/ч.

Игромир

Веломобиль для рекордов

Рандомные статьи:

Голландец установил новый рекорд скорости на веломобиле

Похожие статьи, которые вам понравятся: