أبطال الدراجة المجهولين ، نعتقد أن الوقت قد حان لأن يحصل المتحدثون على الاحترام الواجب
تؤدي هذه الخيوط الرفيعة من الأسلاك مهمة شاقة بلا هوادة ، حيث يتم شدها وضغطها بشكل متكرر مع كل ثورة في عجلاتنا. كما أنها تحمل قوى التسارع للدواسة من المحور إلى حافة العجلة وتنقل قوى الكبح أيضًا. دورهم في حقيقة كوننا قادرين على ركوب الدراجة هو دور سحري تقريبًا - مثل هذه الخيوط الرفيعة التي تدعم مثل هذه الأحمال الضخمة. لذلك شعرنا أن الوقت قد حان لأن الكلام المتواضع أخذ بعض الفضل ، حيث يجب أن يكون هناك حمولة كاملة.
'إن عبقرية العجلة ذات المتحدث هو أنها يمكن أن تنقل القوى الكبيرة جدًا في كثير من الأحيان التي يخلقها الفارس والدراجة وأسطح الطرق المتغيرة إلى هذه القضبان الرفيعة ، يتم ضغط كل منها بشكل منهجي أثناء دوران العجلة ونقل الأحمال منها قال البروفيسور مارك ميودونيك ، مدير معهد صنع في يونيفرسيتي كوليدج لندن ، مؤلف كتاب Stuff Matters ومقدم برامج تلفزيونية وراكب دراجات شغوف: `` تحدث أحدًا إلى الآخر ، وهكذا يستمر الأمر.يتابع قائلاً ، "إنها طريقة رائعة لتحسين وزن وتكلفة وأداء العجلة".
المتحدث ، بمجرد تعرضه للتوتر ، يقوم في جوهره بتدعيم الحافة باستخدام المحور كمرساة مركزية. في سيناريو العالم المثالي ، يسحب كل صوت شد متساوٍ لتوزيع الحمل بالتساوي في جميع أنحاء العجلة مع تثبيت الإطار بشكل دائري وصحيح. يجب أن يدعم المتحدث العجلة ضد الثني الجانبي وتشوه الحافة وكذلك مقاومة العجلة التي يتم سحقها بشكل فعال عن طريق التحميل الرأسي (الضغط الشعاعي). ليست مهمة صغيرة. لا عجب أنه منذ ظهور العجلة ، تم استكشاف عدد قليل جدًا من الحلول الأخرى.
تكلم التوتر
الآن تبدأ الأمور في التطور ، ولن تكون وحيدًا إذا كان ما يلي محيرًا بعض الشيء وغير بديهي. هناك خلاف قوي حول ما إذا كانت الدراجة في الواقع تتدلى من السماعات العلوية (تلك الموجودة فوق المحور بينما تشاهد الدراجة من الجانب) أو بالأحرى يتم دعمها من قبل الدراجين السفلية ، التي تعمل مثل الأعمدة الصغيرة.يقول جيم بابادوبولوس من كلية الهندسة بجامعة نورث إيسترن في بوسطن بالولايات المتحدة الأمريكية ، والمؤلف المشارك لكتاب "Bicycling Science": "الرأي الأخير ، غريب كما يبدو ، هو الحال تمامًا".
في حين أنه من السهل تصديق أن تحدث دراجة هوائية ستنهار ببساطة تحت وطأة وزن الدراجة والراكب ، فإنه يشرح أن التوتر الناتج في الحديث أثناء عملية بناء العجلة (يسمى التوتر المسبق) هو ما يسمح للقضبان السفلية بتحمل الحمولة دون التواء ، كما لو لم يكن هناك شد مسبق. "كل حديث على العجلة الفارغة لديه شد يصل إلى 100 رطل [445 نيوتن]. عندما يتم الضغط على المحور نحو الأرض بقوة 100 رطل ، فإن التأثير الوحيد المهم على توترات الكلام هو تقليل تلك الموجودة أسفل المحور مباشرة - عادةً ما ينخفض المرء إلى حوالي 50 رطلاً ويقلل المتحدث على كل جانب من ذلك إلى حوالي 75 رطلاً. هذا هو بالضبط ما يمكن للمرء أن يراه مع مكبرات صوت خشبية صلبة مثل عجلة عربة قديمة - سيحمل الجزء السفلي 50 رطلاً وسيحمل أولئك الموجودون على جانبيها 25 رطلاً.الاختلاف مع العجلات ذات الأسلاك السلكية هو أن السلك السلكي لا يمكن أن يحمل عبء ضغط - سوف ينهار. لذلك فإن جميع المتحدثين متوترين ببراعة. لا يمكن أن يحمل السلك حمولة ضغط قدرها 50 رطلاً ، إلا إذا كان يحمل بالفعل حمولة توتر تتجاوز ذلك.
يضيف بابادوبولوس: "بالطبع ستنهار عجلة الدراجة إذا تمت إزالة السماعات العلوية أو الأفقية". "ولكن هذا يرجع أساسًا إلى أن الهيكل المعدَّل له مسار حمل مختلف تمامًا ، علاوة على أنه غير قادر على توفير الشد المسبق المطلوب. لا يمكننا استخدام هذا الانهيار لاستنتاج أن العجلة النموذجية تحمل الحمل عبر البرامق العلوية. "إذا ترك ذلك رأسك يدور ، فأنت لست وحدك. لذا دعنا ننتقل إلى منطقة أكثر وضوحًا من مادة التكلم.
مكبرات صوت فولاذية
مكبرات الصوت مصنوعة في الغالب من الفولاذ ، وهو اختيار من المواد ، كما يخبرنا Miodownik ، "ينحصر أساسًا في القدرة على الحصول على خيط موثوق.السلك الفولاذي رائع لأنه حتى مع وجود مساحة صغيرة جدًا من منطقة التثبيت ، مثل مكان تثبيت الحلمة على الحافة ، يمكنك وضع الكثير من التوتر عليها دون تجريد الخيط. الفولاذ المقاوم للصدأ هو المادة المثالية لأنه يحتوي على المزيج الصحيح من القوة العالية والوزن المنخفض ، مع كونه أيضًا ميسور التكلفة."
كان الفولاذ المقاوم للصدأ هو المعدن المفضل للمكبرات منذ أواخر القرن التاسع عشر بسبب قوته العالية في الشد ، مما يسمح للسبك بالبقاء نحيفًا وخفيف الوزن نسبيًا أثناء التعامل مع القوى الموضوعة عليها. يقول كريس هورنزي جونز ، مدير شركة الهندسة الإنشائية Aerotrope: "يجب أن تكون مكبرات الصوت المصنوعة من الفولاذ الخفيف ضعف الوزن والسمك". قام بتصميم الدراجة الجبلية المصنوعة من ألياف الكربون من لوتس ، وعمل على واحدة من أكبر العجلات التي تسبب التوتر على الإطلاق - هيكل بقطر 60 مترًا معلقًا أسفل سقف ميلينيوم دوم ، والذي يستخدم كمنصة لفناني الأداء الجوي. "بإضافة الكروم والموليبدينوم إلى الحديد والكربون من الفولاذ الطري ، تكون سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الناتجة أكثر مقاومة للإرهاق."
التعب هو عدو المتحدث. إذا كنت تعتقد أن الكواد الخاصة بك تتعرض للضغط بشكل متكرر من تكرار ضربات الدواسة ، فحينئذٍ أشعر بالشفقة على مكبرات الصوت الخاصة بك ، حيث تتعرض للضرب مع كل ثورة عجلة واحدة. كل شعاع في العجلة يخضع لحمل مضغوط فقط لجزء من الثانية يكون أسفل المحور مباشرة ، وفي تلك اللحظة يتم ضغطه قبل أن ينخفض الضغط ويمكنه العودة إلى طوله الطبيعي. إنها دورة لا هوادة فيها يمكن أن تؤدي حرفياً إلى تفكيك عجلة سيئة البناء.
"العجلة مثل المطحنة المرهقة للمكبرات الصوتية ، والتي تزداد صعوبة بالنسبة لهم من خلال إضافة خيط في أحد طرفيه و [في معظم الحالات] ثني و / أو رأس في الطرف الآخر ،" يقول هورنزي جونز. "الخيط هو مركز للضغط ويتم نقل الحمل في الغالب من خلال الخيوط القليلة الأولى.علاوة على ذلك ، تكون الحلمة صلبة نسبيًا ، وبينما تحاول الجلوس بشكل عمودي على الحافة ، فإنها نادرًا ما تتماشى تمامًا مع الزاوية التي تصل إليها السماعة ، والتي يمكن أن تكون سببًا في زيادة الضغط المركز. في الطرف الآخر ، تنثني J-bend بدقة ، وبعد مئات الآلاف من الدورات العادية للعجلات ، قد تبدأ في الانفتاح أي عيوب صغيرة في السطح ، فقط ميكرونات عميقة وغير محسوسة تمامًا للعين البشرية. إنها عملية بطيئة في البداية ولكنها ستؤدي في النهاية إلى كسر السماعة ".
مكبرات صوت ألمنيوم
الصلب ليس هو المادة الوحيدة المستخدمة في السماعات. لطالما كان مافيك وكامبانيولو (بالإضافة إلى شركة فولكروم الشقيقة لكامباغنولو) من المدافعين عن مكبرات الصوت المصنوعة من الألمنيوم. يحتوي الألمنيوم على ثلث كثافة الفولاذ ولكن حوالي ثلث الصلابة أيضًا ، لذلك يجب أن تكون السماعات أكثر سمكًا ، مما يعني أنها من المحتمل أن تكون أقل ديناميكية هوائية ، وتتطلب حلمات ذات قطر أكبر ، وبالتالي ثقوبًا أكبر في الحافات ، والتي يمكن تقليل قوة الحافة والصلابة.تميل دعامات الألمنيوم أيضًا إلى استخدام تصميم سحب مستقيم حيث من المرجح أن تفشل J-bend في الألومنيوم تحت الضغط.
قيد آخر هو أن الألمنيوم لا يحمل الخيط بسهولة. يتمثل حل Mavic في ربط الحلمتين مباشرة بالحافة ، بدلاً من السماعة. يقترح Campagnolo أنها تختار مكابح الألمنيوم التي تزن نفس الإصدارات الفولاذية ، ولكن بالمقارنة مع تحسين شعور الركوب في عجلاتها ، إلا أن هذه مسألة ذاتية إلى حد كبير حيث يلعب المتحدث جزءًا واحدًا فقط ، مع الإطارات والحافات والمحاور أيضًا لاعبين مهمين ، ناهيك عن بقية الدراجة
نظرًا للضغوط المختلفة التي يتحملها المتحدث ، قد لا تبدو ألياف الكربون خيارًا محتملًا على الإطلاق ، ولكن Mavic ، إلى جانب العديد من ماركات العجلات المتطورة الأخرى ، مثل Lightweight و Reynolds على سبيل المثال لا الحصر ، قد وجدت طرقًا لتسخير قوتها الشد في الأسلاك ، مع توفير واضح للوزن للاستيلاء عليه. على سبيل المثال ، تستخدم Mavic's R-Sys SLR أنابيب كربون مجوفة لتوفير الصلابة تحت التوتر ومقاومة الضغط.يقول ميشيل ليثينيت من شركة Mavic: "إن امتداد القضيب أقل بكثير من الفولاذ أو السبائك لأن الكربون أكثر صلابة". نظرًا لكونها أنابيب ، فإنها تقاوم الضغط ، مما يساعد في الحفاظ على صلابة العجلة ، على الرغم من أن بعض الأجزاء المعدنية مطلوبة ، والتي يتم ربطها في كل طرف لعمل المرفقات عند الحافة والمحور. 'تم استخدام طريقة بديلة في Mavic's Cosmic Carbone Ultimate ، حيث تنتقل مكبرات الصوت ذات الشفرات من جانب واحد من العجلة إلى الجانب الآخر ، وتتصل بشفة المحور ، وتتقاطع مع مكبرات الصوت الأخرى في الطريق.
الحقيقة من الدوران
هناك بضع قطع أخرى من حكمة الدراجات التي تم تلقيها فيما يتعلق بالمكبرات الصوتية التي يسعد بيتر مارشمينت ، عالم المواد ومدير Hunt Bike Wheels ، بتبديدها. يقول: "غالبًا ما يُنظر إلى العجلة التي تستخدم حافة أعمق ذات مكبرات صوت أقصر على أنها" أقوى "ولكن هذا يرجع عادةً إلى الصلابة المتأصلة في الحافة."أيضًا ، يعتقد الكثير من الناس أن توتر الكلام العالي يعني أنك تحصل على عجلة أكثر صلابة ، لكن هذا ليس هو الحال. يتأثر صلابة العجلة بالعديد من الأشياء إلى جانب التوتر وحده ، بما في ذلك عدد الكلام وزاوية التدعيم وعمق الجنط.
في الواقع سوف يطول المتحدث بنفس المقدار عند التحميل ، بغض النظر عن الشد المسبق المطبق ، مما يعني أن زيادة توتر الشد لا تجعل العجلة أكثر صلابة. حاسم. في حالة التوتر الشديد ، تكون الحافة والأذرع أكثر عرضة للتلف لأنها محملة مسبقًا بقوة عالية. لكن التوترات المنخفضة هي أيضًا مشكلة لأن الحلمة من المرجح أن تنفك [الاسترخاء] عندما يتم التخلص من التوتر من خلال الصدمات أو اهتزازات الطريق ، مما يتسبب في خروج العجلة عن حقيقتها."
مهما كان التوتر والنمط ، هناك مجموعة واسعة من الأسلاك التي يمكن الاختيار من بينها ، ناهيك عن العديد من الاختلافات في جودة السلك الذي صنعت منه.تنتج شركة Sapim ، وهي إحدى الشركات المصنعة الرائدة في مجال التكلم ، 300 مليون مكبر صوت سنويًا ، وتتاجر حولها للحفاظ على الجودة والحفاظ على المنافسة عبر مجموعة منتجاتها. يقول مدير مبيعات شركة Sapim: "يمكن أن يكون من ستين إلى 70 في المائة من سعر مكبرات الصوت العادية في المواد ، لذلك من المهم الحصول على ذلك بشكل صحيح ، ولكن الشيء الأكثر أهمية بالنسبة لجميع مكبرات الصوت لدينا هو أداء السلك". كلاوس جروتر. "نحن نبحث عن سلك لامع ولامع وله قوة شد من 1000 إلى 1 ، 050 نيوتن / مم 2 مع بيانات إجهاد جيدة والأهم من ذلك ، مقاومة ممتازة للتآكل."
يخبرنا Grüter أن العينات تم اختبارها معمليًا لمقاومة الشد والانحناء والالتواء. بمجرد قبولها ، يتم تقويم السلك الموجود في البكر بواسطة الآلة وقطعه. يمكن أيضًا صنع سلك قياس عادي في مكابح نعلية (حيث يتم جعل الجزء المركزي أضيق) عن طريق سحب السلك من خلال قالب. وبمجرد أن يتم تقطيعه ، يتم تشكيل رأس السماعة و J-bend ويتم لف الخيط في الطرف الآخر (غير مقطوع).يتم فحص السماعات النهائية عن طريق أنظمة الرؤية الآلية والعين البشرية واليد. آلة واحدة قادرة على صنع 20 ألف مكبس في اليوم ، وهو ما يفسر سبب تأثير تكاليف العمالة المختلفة على سعر التكلم النهائي ولماذا يمكن للمصنعين في جميع أنحاء العالم البيع بأسعار مماثلة.
لكن لماذا تحدث بعقب على أي حال؟ يوضح Jonathan Day of Strada Wheels ، "المتحدث باسم بوتيد أفضل في التعامل مع عزم الدوران من المقياس العادي. تكون أعرض في مستوى العجلة ، وهو اتجاه القوة الالتوائية ، لذلك يوجد المزيد من المواد لمقاومتها. كما أنها تنثني أكثر قليلاً في المستوى العمودي ، لذا فهي أفضل في توزيع حمل الضغط على العجلة ".
نمط تكلم
يتألف نمط التحدث التقليدي لعجلة الدراجة من 32 (أو 36 في بعض الأحيان) ، متقاطعة ثلاث مرات.إن النمط المتشابك للقضيب في عجلة تقليدية ، بعيدًا عن كونه مجرد ترتيب متغير جميل ، هو في الواقع جزء وظيفي من تصميم العجلة.
من حيث الصلابة الجانبية ، فإن النقاط التي يتقاطع فيها السلك تسمح لكل واحدة بالاستناد إلى الأخرى حيث يتم وضعها تحت الشد ، بالإضافة إلى دعمها عند ضغطها. يتمثل الدور الأكثر حيوية لنمط الأربطة المتقاطعة في العجلة الخلفية ، حيث يجب أن ينقل المتحدث قوة الدواسة من المحور. في هذه الحالة ، يتم تحميل البرامق بأحمال التوائية أكبر بكثير بفضل قوة الالتواء من نظام الدفع. يقوم المتحدث الموجود على جانب الكاسيت ، الذي يترك المحور بشكل عرضي ، بنقل قوة الدوران (عزم الدوران) من المحور إلى الحافة. المتحدث الشعاعي (الذي يتبع مسارًا من مركز المحور مباشرة إلى الحافة ، دون عبور آخر) أقل قدرة بكثير على التعامل مع هذا النوع من التحميل ومن المرجح أن تفشل.
عندما لا يكون العزم مشكلة ، كما هو الحال في عجلة أمامية مزودة بمكابح ذات حافة ، فإن استخدام مكابح نصف قطرية أمر منطقي.هذا يوفر الوزن ، حيث يمكن أن يكون المتحدث أقصر ويحتاج إلى عدد أقل لإنشاء عجلة صلبة جانبياً. تبدو جيدة أيضا. تتسبب المكابح القرصية في تحميل التوائي كبير ، ومع ذلك ، مما يجعل من المستحيل حدوث تشويش شعاعي. يقول داي: "يعد الحصول على نمط الربط الصحيح أمرًا أساسيًا لأن السماعات تشترك في حمل الضغط عن طريق الضغط على الجيران الذين يعبرونها ، لذا يجب ربط المتحدثين ليكونوا قادة أو مقطورات". "عليك التأكد من أن المتحدث البارز يأخذ الضغط أولاً على جانب القيادة. على عجلة مكونة من 32 شعاعًا ، تريد 16 مكبرًا رئيسيًا لمشاركة الحمل. إذا أخطأت في الجلد فسوف ينتهي بك الأمر بثمانية فقط يقومون بهذا العمل.
بشكل ملحوظ ، ظلت أنماط الكلام من أقل جوانب تصميم العجلات تحديًا ، على الرغم من بعض القفزات الهائلة إلى الأمام في المواد وتكنولوجيا التصنيع على مدى العقود الأخيرة. إنها حقًا منهجية مجربة ومختبرة وكما يقول المثل ، إذا تعطلت…
