Найти тему
⚠️ Инженерные знания

Невероятный движитель фэтбайка. Безумие или физика на практике?

Я давно хотел испробовать фэтбайк в деле, а тут ещё и для дачи нужно было приобрести какое-то транспортное средство взамен мопеду. Шум от двигателя внутреннего сгорания и неприятный запах мопеда не дают насладиться поездкой по лесу в полной мере. Да и это не самый лёгкий транспорт, что мешает на пересеченной местности. Поэтому, решено было убить двух зайцев одним выстрелом: испытать фэтбайк и обзавестись электротранспортом.

Электрофэтбайк в деле
Электрофэтбайк в деле

Специфику работы электровелосипеда я, в общем-то, уже понимал и динамику его движения представлял. Но вот на таких широких покрышках я не ездил никогда. Колёса - это и есть движитель для фэтбайка.

Движитель - устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника, через взаимодействие со средой, в полезную работу по перемещению транспортного средства.

Главная проблема "дачной территории"- это вовсе не лесные тропинки или дороги с рыхлым покрытием. Это отсыпанные булыжниками дороги, где трясёт абсолютно любые виды транспорта. Моя логика была простой - широкие колеса поглотят удары, превращая энергию удара в энергию деформации покрышки. Поэтому, нужно смотреть на широкую резину.

На примере фэтбайка очень хорошо можно прочувствовать на себе физику движения вездехода с подобным движителем. Если помните, в одной из заметок на канале я рассказывал о таком творении завода ЗИЛ.

ЗИЛ-132Р
ЗИЛ-132Р

Именно велосипед позволяет самым лучшим образом ощутить поведение подобного движителя на грунте.

Крылья
Крылья

Первая моя мысль, когда я впервые увидел фэтбайка была очень простой...Кому в голову пришло поставить на велосипед колёса шире, чем стоят на кроссаче и как всё это себя ведет? В моем случае ширина покрышки на фэте составила 4.0 дюйма. Для сравнения, на мопеде стоит резина 2.75.

Логика разработчика была довольно простой. Широкое колесо способно в значительной мере гасить удары, исключать передачу тряски и, благодаря большой площади пятна контакта покрышки с грунтом, исключать проскальзывания или пробуксовку. Заодно широкое колесо не тонет в песке или рыхлом снегу. Физика тут обязана была работать. Все тезисы логичны и правильны. Но что мы получили на практике?

  • Колёса ведут себя очень интересно. Удары на камнях они начинают гасить только в том случае, если давление выбрано не слишком большое, но и не слишком маленькое. Слишком большое давление списывает на нет все преимущества широкой покрышки. Слишком низкое давление приводит к тому, что резину начинает заминать. Поворачиваешь руль и буквально ощущаешь, что колесо потеряло стабильность. Что касается проходимости - даже при большом давлении она больше, чем у любого велосипеда или даже мопеда.
  • Преимущества проявляют себя при средних скоростях движения. Причем, они действительно ощутимы. Грязи и песка как будто бы нет. Но вот низкие скорости приводят к тому, что на скользкой поверхности начинаешь скользить как корова на льду. Высокие ведут к тому, что колеса буквально не отрабатывают препятствия и пролетают всё по инерции. Поэтому, в части улучшения работы с грунтом ширина покрышки делает своё дело. Можно просто свернуть с тропинки на поле и ехать по полю. Прямо по траве. Это не будет ощущаться при кручении педалей.
  • Интересное наблюдение. В некоторых случаях на рыхлой или скользкой поверхности понимаешь, что резина начала буквально проскальзывать и плавать по поверхности грязи. Пятно контакта с большой площадью не позволяет резине проваливаться до более плотных слоев и цепляться за них, а значит особое внимание следует уделить самоочистке покрышки. Все зацепы должны отрабатывать свою функцию. Если же протектор сильно загрязняется и залипает, то подобная схема сработает лучше только в том случае, когда более плотный слой очень глубоко. Например, на рыхлом снегу или в болоте.

Теперь два самых интересных вопроса.

Главный из них - удалось ли решить с помощью этого движителя поставленную в начале статьи задачу? И да, и нет. На практике оказалось, что крупные камни всё равно приводят к тряске. Сжатия покрышки не хватает для того, чтобы полностью поглотить энергию удара. Плавность движения ощущается и она действительно превышает плавность движения простого велосипеда или даже мопеда по такому грунту. Но амортизатор был бы явно не лишним.

Ширина колеса
Ширина колеса

Второй вопрос и он же самый частый со стороны прохожих - сложно ли крутить педали? Если перефразировать его на "инженерный лад", то мы должны спросить это так: насколько значительны потери энергии при движении с таким движителем и не превысит ли это положительный эффект? Тут ответ неоднозначен. В случае, когда резина работает на среднем давлении, потери присутствуют и крутить педали сложнее. Оно и понятно. Есть и деформация покрышки, и трение при движении и просто момент инерции более тяжелого колеса выше. Если работать на номинальном давлении, то так называемый в велосипедной среде "накат" вполне себе сопоставим с обычным горным велосипедом. Ездить на таких широких колёсах вполне себе возможно, а в случае леса ещё и приятно.

Возвращаясь к главному вопросу. обозначенному в заголовке статьи, отмечу, что такой движитель - вовсе не безумие. Он требует иного подхода в конструировании транспортного средства и накладывает неизбежные ограничения. Но это не значит, что он не имеет преимуществ.

В случае фэтбайка логичным подходом было бы стремиться к минимизации веса всего велосипеда в целом и улучению ходовых характеристик. В качестве материала для рамы выбирать полимерные композитные материалы, компоненты делать как можно более лёгкими, ну а протектор - как можно более накатистым. При таком подходе вполне реально получить от столь необыкновенного движителя только положительные эмоции. Это вовсе не безумие, а полноценное инженерное решение.

Если же речь идёт об электрофэтбайке, то там все недостатки компенсируются наличием двигателя. Так всё становится ещё более простым. Это делает такой транспорт вполне себе сбалансированным.

Ну а сам по себе подход к конструированию движителя такого типа вполне себе оправдан с физической точки зрения.

Есть и ещё забавный факт, который я оставил на закуску. Движитель фэтбайка требует обязательного использования крыльев. Если на простом велосипеде в дождик ещё как-то можно получить всего пару капель на спину, то при ширине резины 4.0 на спину из каждой лужи будет зачерпываться колесом объем воды, примерно равный стандартной чашке.

Пожалуйста, подпишитесь и обязательно возвращайтесь за новым контентом на проект! Возврат подписчика сейчас очень важен для существования канала!

Присоединяйся к моей телеге