DOGMA® 60.1- первый асимметричный гоночный велосипед

При разработке проекта новой DOGMA® 60.1 инженеры и дизайнеры отталкивались от традиционных моделей, чтобы пойти дорогой, предвосхищающей будущее. Они пересмотрели критерии, которые казались незыблемыми, и нашли экстраординарные новаторские решения. Результатом стал совершенно новый гоночный велосипед: настоящая революция, изменившая весь велосипедный спорт. Растет количество секций рамы, но ее вес не меняется, наоборот, в случае с DOGMA® 60.1 он заметно снизился по сравнению с PRINCE®.  Создавая революционно новый велосипед, призводители не могли опираться на традиционные очертания, DOGMA® 60.1 выпускается с самой эксклюзивной отделкой DIAMOND™

 ИДЕЯ

Поведение велосипедной рамы, особенно в гонке, когда прикладываются большие усилия, которые могут удвоить вес велосипедиста, и ее структура сильно различаются. Это происходит из-за того, что усилие давления на педаль правой ногой практически такое же, как и левой (за исключением незначительных различий в морфологии велосипедиста), в то время как усилие цепи всегда прилагается с правой стороны. Поэтому в одном случае усилие преодолевает противодействие цепи, а в другом они слагаются.

 ПРОВЕРКА

Нетрудно столкнуться с этим явлением. У велосипедов PINARELLO в течение нескольких лет появляются все новые проекты, сначала подтверждаемые теоретически с использованием компьютерных программ конечных элементов (МКЭ – метод конечных элементов), а затем эти расчеты экспериментально проверяются в лабораторных условиях. При обоих испытаниях можно видеть, что рама ведет себя при изгибах по-разному, деформируясь при очень высоких нагрузках (например, при воспроизведении усилия велосипедиста в 1500 Вт) на 2-3 мм с одной стороны и лишь на 1-2 мм с другой.

 ПЕРЕЛОМНЫЙ МОМЕНТ

Получается, необходимо одно из двух: либо делать раму слишком жесткой с одной стороны (а затем ее облегчать), либо слишком гибкой с другой (а затем ее усиливать). С появлением рам из углеродного волокна с легкой «модульной» жесткостью, появилась возможность изменять тип, номер, направление слоев волокна с обеих сторон, однако известно, что в любой раме характеристики прочности секции гораздо более чувствительны к ее форме, чем к толщине стенки (эта же идея лежит в основе негабаритных труб в рамах последних поколений). Таким образом, чтобы оптимизировать поведение рамы, необходимо основываться на асимметрии формы, а не толщине труб. Это становится возможным при использовании вычислительных средств последнего поколения, на которых рассчитывается структурный МКЭ, сочетающийся с так называемым «искусственным интеллектом» (поскольку он воспроизводит механизмы в человеческом мозгу), который может управлять изменением форм в автоматическом режиме, с целью свести к минимуму разницу в поведении рамы при нажатии левой и правой педалей.

ВЛИЯНИЕ НАТЯЖЕНИЯ ЦЕПИ

Осевые нагрузки при педалировании противоположно симметричны при нажатии правой и левой педалей. Однако натяжение цепи в обоих случаях происходит только на правой стороне корпуса рамы. Это означает, что общая сумма искажения от прилагаемых усилий оказывается двойной: нажатие правой + натяжение цепи и нажатие левой + натяжение цепи. Прикладываемое усилие оказывается несимметричным, потому что в первом случае усилия суммируются, а во втором вычитаются.

Это первопричина рождения DOGMA® 60.1, первого асимметричного гоночного велосипеда (ожидает патента).

DOGMA® 60.1 первый гоночный велосипед в мире с асимметрией передней вилки, верхней трубы, а также верхних и нижних перьев задней вилки.

1. Верхняя труба (нижняя левая секция).
Так называемая «высокая» асимметрия для компенсации усилия на руль находится на левой нижней стороне верхней трубы.
2. Вилка.
Правое перо вилки значительно больше чем левое и более угловатых форм.
3. Верхние перья заднего треугольника.
Правое верхнее перо больше и мощнее левого.
4. Нижние перья заднего треугольника.
Правое нижнее перо тоньше с передней стороны (возле кареточного узла) и увеличивается по направлению назад, левое нижнее перо усилено с передней стороны (типичная точка поломки многих рам), а сходя назад становится тоньше.

Компьютер может просчитать и продемонстрировать те места рамы, где она подвергается наибольшим нагрузкам. Будь это ускорение, торможение, поворот или подъем – мы можем точно определить точки, где нужно добавить/убрать материал или изменить геометрию секции. Области, не испытывающие стрессовых нагрузок, отмечены на рисунке голубым, а области высокого риска помечены красным. Схема показывает, что таких критических точек в раме три: кареточный узел, стержень передней вилки вместе со всей нижней трубой и соединение подседельной трубы. Длительный процесс эволюции, который прошел PRINCE® в течение пяти лет, привел к разработке DOGMA®, дающей превосходные результаты в тестах на сопротивление и кручение.

Для чего нужно сбалансировать вилку?
На DOGMA® 60.1 монтируется вилка ONDA™ FPX1™, асимметричная версия ONDA™ FPX™, в настоящее время используемой на PRINCE®. Ее правое перо больше по размеру и более угловатое чем левое по двум причинам: во-первых, чтобы уравновесить давление асимметричного усилия на руль во время интенсивного педалирования на крутых подъемах и при спринте; во-вторых, чтобы сбалансировать основное усилие при обычной езде.

Нижние перья заднего треугольника: где прилагается усилие цепи. Здесь все начинается, здесь асимметричное усилие распространяется по всей раме, и отсюда DOGMA® контролирует и распределяет нагрузки. Левое перо усилено возле кареточного узла, где по статистике происходят основные повреждения. Правое перо тоньше возле кареточного узла, где кривошипная система защищает раму, и расширяется в непосредственной близости от крепления колеса, где усилие возрастает.

В мире шоссейного велоспорта на сегодняшний день никто не располагает таким волокном как  TORAYCA® 60HM1K NANOALLOY™. TORAY® является нашим эксклюзивным партнером в течение последних трех лет. Японский поставщик-гигант для крупнейших в мире компаний-производителей аэрокосмической и автомобильной техники, является мировым лидером в технологиях и инновациях в сфере производства специальных волокон. Подразделение TORAYCA®, занимающееся углеродными волокнами, предоставляет технологию изготовления карбона 60HM1K NANOALLOY™, с которого начинается DOGMA® carbon. Это волокно с экстраординарными характеристиками, используемое для гражданских воздушных судов последнего поколения и экстремальных гоночных автомобилей.

Углеродные нити толщиной 5-8 мкм (тысячная доля миллиметра) получаются после длительных производственных процессов окисления и обугливания полиакрилонитрила (ПАН) и образуют материал с самым высоким сопротивлением к излому из всех известных на рынке. Нитевидная структура волокна делается из углерода. Усилие в 60 Нм подразумевает давление в 60 тонн на квадратный сантиметр. 1К обозначает 1000 волокон для каждой нити утока или основы.

Применение

Применение высокопрочного волокна и надежность технологии TORAYCA® 60HM1K NANOALLOY™ позволяет использовать меньше материала по сравнению с другими волокнами, что, естественно, сказывается в пользу веса изделия и, как это ни парадоксально, его стабильности и безопасности. Карбоновая DOGMA® 60.1, несмотря на свою мощную раму, весит всего 950 г в размере 54, что почти на 40 г меньше PRINCE® carbon, на котором используется карбон TORAY® последнего поколения.

В случае сильного удара карбон разламывается с очевидными проблемами: опасные для тела осколки и падение велосипедиста. TORAY® удалось решить эти проблемы изобретением системы самовосстанавливающего волокна, которая препятствует распространению микротрещин и предотвращает мгновенную поломку волокна. Экстраординарная технология NANOALLOY™ от TORAYCA® состоит из наночастиц, распределенных по сетке углеродного волокна, которые взрываются при ударе, заполняя трещины и препятствуя разлому волокна. Используемое сейчас наше волокно 50HM1K на 29% более устойчиво к ударным воздействиям, чем обычное. Новое 60HM1K с технологией NANOALLOY™ на 23% уменьшает возможность разрыва, его устойчивость к ударным воздействиям на 59% выше, чем у обычных волокон.

Новая технология строительства на службе DOGMA®

Лаборатория PINARELLO вводит в свой производственный цикл новую систему E.P.S. (Expandable Polystyrene System – Система растяжимого полистирола) для дальнейшего увеличения жесткости в основных точках рамы. Рама становится значительно более жесткой в передней части, что улучшает контроль над велосипедом и обеспечивает большую безопасность на спусках и на очень неровных дорогах. Жесткая в кареточном узле рама позволяет прикладывать точное усилие для лучшего ускорения и лучшего баланса при подъемах. У системы E.P.S. также есть серьезное преимущество в том, что в стадии производства она позволяет устранять слабые точки рамы, недостаток, который может формироваться при традиционном методе штамповки рамы, становясь причиной структурных проседаний. При производстве деталей методом E.P.S. слои карбонового волокна накладываются на гладкую модель из полистирола, при этом модель остается внутри формы во время процесса литья (корпусное литье по выплавляемым моделям). Полистироловая модель удаляется только в конце процесса, она выплавляется при помощи высокой температуры, достигаемой при литье. В результате получается корпус с гладкими внутренними стенками, без изъянов, а также с постоянной и лучше контролируемой толщиной стенок.

Вот так DOGMA® 60.1 снизила вес, повысив стандарты безопасности и надежности.