Share on Facebook

MT 12/91 str.16-20

 

MAJSTERKOWICZE HIGH-TECH

 

W zeszłym roku, na przełomie października i listopada, zostałem zaproszony do Wielkiej Brytanii przez Prince's Trust, fundację, której patronem jest Książę Walii. Celem tej organizacji jest ułatwianie wzajemnych kontaktów pomiędzy młodymi (mniej lub więcej) ludźmi z Wlk. Brytanii, a osobami z innych krajów, prezentującymi zbliżony światopogląd i zainteresowania. Dzięki tej wizycie miałem okazję obejrzeć oraz wypróbować rowery (zarówno poziome, jak i konwencjonalne), będące supernowościami tak pod względem myśli konstrukcyjno-projektowej, jak i technologii.

Przygoda ta rozpoczęła się dosyć niewinnie w Londynie. Ian Sheen, jeden z lepszych zawodników BHPC (British Human Power Club, Brytyjski Klub Napędu Mięśniowego), a mój przyjaciel, zaprosił mnie do wypróbowania jego Speedy'ego oraz jednośladu poziomego - nowej konstrukcji Mike'a Burrowsa.

O Speedy'm pisałem w "MT" już wcześniej (nr 3/86), lecz jest to konstrukcja na tyle interesująca, że warto ją przybliżyć Czytelnikom raz jeszcze, tym razem z punktu widzenia technologii. Ten trójkołowiec, o oficjalnej nazwie Windcheetah SL (Street Legal) pojawił się po raz pierwszy na zawodach w Brighton w 1981 r. i od razu zwrócił na siebie uwagę tak widzów, jak i sędziów dzięki swej wysokiej zwrotności i prostocie konstrukcji. Jego rama wykonana jest praktycznie z dwóch rur z lotniczego duraluminium. Rura główna, o średnicy 2 cali, wygięta jest w dwóch punktach ku górze, a w jej końcach osadzono odlewane z siluminu obejmy łożysk mechanizmu korbowego i tylnego koła (zamocowanego jednostronnie na specjalnej osi). Przed wklejeniem tych elementów nasuwa się jeszcze na rurę główną krzyżak zasadniczą część, mocującą podzieloną na połowy belkę przedniego mostu duralową rurę o średnicy 1 1/2 cala. Zarówno krzyżak, jak i końcówki zwrotnic oraz obejma mocująca oparcie siedziska wykonane są metodą odlewania z siluminu i wklejane stosowanym w lotnictwie klejem Permabond.

Na tej pozornie prostej, krzyżowej konstrukcji jest osadzony kubełkowy fotel z laminatu epoksydowo-szklanego. Ciche i pewne prowadzenie łańcucha zapewniają rolki z poliamidu na łożyskach maszynowych, zaś sterujący joystick można odłożyć do przodu lub w bok dzięki przegubowi Kardana, wykonanemu również z poliamidu. Krótką drogę hamowania, także i w czasie deszczu, zapewniają bębnowe hamulce, osadzone na półosiach.

Jednoślad, nazwany przez Iana UFO, został wykonany przez autora Speedy'ego, Mike'a Burrowsa jako jednośladowy Speedy. Burrows Recumbent (recumbent - rower poziomy), bo tak brzmi jego oficjalna nazwa, został zbudowany z pełnym zastosowaniem części od Speedy'ego obejmy łożysk, wsporniki siedziska i rolki prowadzące łańcuch nie wymagały żadnych przeróbek konstrukcyjnych. Główna rura ramy to również typ znany ze Speedy'ego, ale wyginanie było tu zbędne. W niej, w odpowiedniej odległości od przodu został wyfrezowany otwór, w którym osadzono i przyspawano elektrycznie w osłonie argonowej rurkę, w którą wtłoczono łożyska widelca.

Tylne, jednostronnie mocowane koło zostało wyposażone w hamulec bębnowy, zaś widelec przedniego koła został spreparowany z widelca od roweru wyścigowego.

Na koniec na tylne koło została założona osłona z folii termokurczliwej w celu zmniejszenia oporów powietrza. Burrows Recumbent w obecnej wersji daje się w porównaniu z prototypem dobrze prowadzić łożyska kierownicy prototypu były osadzone w specjalnym odlewie oraz miał on jednostronny widelec z przodu, co nie zapewniało jednośladowości.

Z Londynu pojechałem do Bourne End w Buckinghamshire, aby spotkać się z Johnem Kingsbury, sekretarzem BHPC oraz współautorem m.in. "Fasoli" (Bean) pojazdu. który 8 września'90 w ciągu godziny napędzany przez kolarza klubowego Pata Kincha - przejechał 75,558 km. Fasola ("MT" 3/86, Kalendarz "MT" '89) nie jest jedynym pojazdem, wykonanym przez Johna Kingsbury i jego syna Milesa.

Pojazdy napędzane mięśniowo były początkowo rodzajem hobby (John i Miles są właścicielami firmy robiącej teksty dla potrzeb telewizji - teletext itp.), lecz obecnie Miles rozpoczął komercyjne wytwarzanie krótkich jednośladów o nazwie Kingcyce, o bardzo prostej i przejrzystej konstrukcji. Rama składa się z dwóch rur o przekroju soczewkowym, wykonanych ze stali chromowo-molibdenowej, połączonych w formie litery "A". Czubek litery stanowi łącznik mechanizmu korbowego (suport), poprzeczkę dwie płytki, przez które przechodzi rurka z łożyskowaniem widelca, zaś nóżki "A" kończą się hakami tylnego koła. Kingcycle jest jednak pojazdem w miarę normalnym z wyjątkiem materiałów wysokiej klasy i bardzo czytelnego, przejrzystego rozwiązania przypomina inne rowery poziome o tej konfiguracji. Na miano najdziwniejszego lub najbardziej zaawansowanego konstrukcyjnie zasługuje inny pojazd Kingsburych: Kingcycle Fortuna.

Jest to czterokołowiec, zwarty i nieduży. przypominający z wyglądu nieco "bumper cars" samochodziki do zderzania znane z wesołych miasteczek. Pod laminatową obudową kryje się jednak ruchome laboratorium wypróbowywane są tam mechanizmy, które znajdą zastosowanie w następnych, być może rekordowych konstrukcjach. Fortuna ma hamulce działające na cztery koła, skręca czterema kołami, cztery koła mają niezależne zawieszenie, napędzane ma tylko dwa (ale za to przednie), w dodatku za pomocą mechanizmu wahadłowego.

Z tych wszystkich urządzeń najbardziej innowacyjnym jest właśnie napęd - sterowanie, hamowanie i resorowanie czterech kół "zdarza się" np. w samochodach, zaś o napęd linearny lub wahadłowy połamały sobie zęby pokolenia konstruktorów rowerów, od XIX w. poczynając. Problemem w tym przypadku jest uzyskanie sinusoidalnego charakteru wytwarzania mocy - takiego, jak w rowerze z konwencjonalnym napędem korbowym. Pozwala to na unikanie strat energii, w przeciwieństwie do dźwigni, które wyhamowując na dobiegu powodują marnotrawienie sił cyklisty. Korba przekładni rowerowej kończy swój "bieg" nie zatrzymując się, lecz zmieniając kierunek. co rozwala na zachowanie energii i zgromadzonej w rozpędzonych masach nóg cyklisty oraz samego mechanizmu. Przy okazji w czasie pedałowania sinusoidalnie rośnie i maleje siła i prędkość - każdy, kto jeździł na rowerze przeknał się o istnieniu martwych punktów (gdy korba jest w takiej pozycji, to niemal nie sposób ruszyć) i punktów najsilniejszego nacisku.

John i Miles odwrócili problem i zastosowali mimośrodowe prowadzenie łańcucha

(a raczej łańcuchów), co pozwoliło na płynną zmianę przełożenia w trakcie każdego suwu napędowego, a zatem na uzyskanie charakterystyki napędu zbliżonej do konwencjonalnego, z jednym wszakże wyjątkiem: w miejscu, gdzie kadłub większości pojazdów jest rozdęty, aby zmieścić mechanizm korbowy, w Fortunie znajduje się elegancka, spadzista "maska" jeśli stosować terminologię samochodową.

Nawet łańcuchy zastosowane w Fortunie nie są normalne podziałka ich ogniw wynosi 6 mm, czyli mniej niż połowę tego, co w normalnych rowerach. Oczywiście z niekonwencjonalnym, przemysłowym łańcuchem muszą współpracować specjalne koła łańcuchowe. Wykonanie tych jednak nie było szczególnym problemem, gdyż już 8 lat temu John i Miles kupili dla swego "hobbistycznego warsztatu" starą frezarkę ze zmodernizowanej fabryki, zaś dwa lata temu, na Gwiazdkę - nowoczesną, dużą frezarkę sterowaną komputerowo...

- To była świetna zabawa - jak powiedział John. Zabawa czy nie - Kingcycle Fortuna zdobył I miejsce za innowacyjność na Europejskich Mistrzostwach HPV w Emmen (Holandia) w 1990 r.

Po następnych kilku dniach, spędzonych u następnego przyjaciela, próbach "zamordowania" jego Trice'a (komercyjnie produkowany trójkołowiec, "MT" 10/89) i wizycie w Loughborough University, znalazłem się w Norwich, gdzie mieszka Mike Burrows, w jednej osobie prezes BHPC, projektant rowerów i właściciel firmy produkującej maszyny paczkujące (takie maszyny przydają się np. w razie konieczności posortowania 4 ciężarówek bilonu z londyńskich telefonów na dobę).

Gdy przybyłem do firmy Burrows Engineering, Mike właśnie skończył instalowanie zawieszenia do Speedy'ego Richarda Ballantine (autora najbardziej znanej w Wlk. Brytanii i USA książki o rowerach). Dla Richarda zgromadził również swoje najnowsze rowery z ramami z kompozytów, aby zawieźć je do studia fotograficznego i zrobić zdjęcia do "nowej pięknej książki o nowych, pięknych rowerach". Projektując swe rowery, Mike trzymał się tej samej zasady, która pomagała mu projektować z powodzeniem pojazdy tak udane, jak Speedy: "to nie długość górnej rury ramy przeszkadza cykliście jeździć z prędkością 100 km/h, lecz opór powietrza". Sztywna rama jest oczywiście pożądana, chociaż bardzo niewielka moc pochłaniana jest przez odkształcenia.

Pracując z kompozytami można się przekonać, iż łatwo jest zrobić płaską płytę, lecz bardziej skomplikowany kształt wykonany z kompozytów może się okazać cięższy od analogicznego stalowego. To oczywiście narzuciło przyjęcie filozofii "myślenia tworzywem". Pierwszy kompozytowy rower Mike'a chociaż nie przypominał konwencjonalnych rurowych konstrukcji miał koło tylne zawieszone dwustronnie, w rodzaju widełek. Z mechanicznego punktu widzenia było to rozwiązanie jak najbardziej poprawne, ale niezwykle trudne do wykonania. Jednostronny widelec przedniego koła został wykonany z duraluminium i nadano mu aerodynamiczny kształt tak jak i ramionom kierownicy osadzonym w standardowym wsporniku.

Drugi rower otrzymał koło tylne z piastą do jednostronnego zamocowania dzięki czemu osiągnięto zysk na masie, aerodynamice, prostocie wytwarzania i zakładaniu łańcucha.

Widelec również jednostronny, został tym razem wykonany z włókien węglowych o wysokiej gęstości jako monolityczny element z kierownicą. Umożliwiło to schowanie łożysk widelca w przedniej części ramy i wkomponowanie w nią cyklokomputera. Hamulcowa piasta przedniego koła została wykonana z duralu z przykrywką wymodelowaną z kompozytu węglowego. Hamulec uruchamia się obrotem prawego uchwytu kierownicy.

Korby pedałów tak jak i zespół widelca z kierownicą zrobiono z włókien węglowych przesyconych żywicą epoksydową i utwardzonych pod dużym naciskiem w celu zagęszczenia, zaś koło łańcuchowe zostało wykonane z płyty izolacyjnej znanej w Polsce jako tekstolit. Zastosowany łańcuch mą podziałkę 8 mm, co pozwoliło na 30-procentową oszczędność na masie samego układu napędowego w porównaniu z konwencjonalnym.

Trzeci z kompozytowych rowerów Mike'a to Radical zbudowany z ramą o formie krzyżowej, zbliżonej do rozpowszechnionych ostatnio rowerów o konfiguracji bez poziomych widełek. Dzięki temu łańcuch nie "zagryza się" pomiędzy oponą a widełkami, zaś

całość jest prostsza do wykonania w technice kompozytowej. Poza tym, porównując z poprzednio wymienionymi rowerami - ten przedstawia się niemal normalnie...

 

 


Copyright © by Marek Utkin 1996 -- 2002. Wszelkie prawa zastrzeżone,

kopiowanie i publikacja w całości i fragmentami WYŁĄCZNIE po uzyskaniu zgody

Autora oraz za podaniem źródła.

 

Powered by Bullraider.com
 
 
 
 
 

Joomla Templates by Joomla51.com