Кем был создан первый двухколесный. История велосипеда
Сложно ответить на вопрос, в каком году был изобретен первый деревянный велосипед. И кого именно можно считать отцом «чудо машины». Ведь история создания велосипеда довольно разнообразная. Чтобы он стал таким, каким мы его знаем сейчас, понадобился не один десяток лет. Но началось все в далеком 1817 году.
Когда и кем был создан
Год предшествующий этому знаковому событию считался «годом без лета». Аномальные холода, вследствие извержения вулкана, фиксировались на западном полушарии в 1816 год. Был уничтожен практически весь урожай. Поголовье домашнего скота, в том числе и лошадей, значительно сократилось. Поэтому люди старались найти альтернативный способ передвижения.
Возможно, именно это подтолкнуло Карла фон Дреза возобновить работу над велосипедом. Его первая попытка продемонстрировать транспортное средство в 1814 году не увенчалась успехом. А в 1817 году этот немецкий барон создал первое подобие велосипеда. Конструкция была двухколесной, имела руль-держатель над передним колесом и состояла полностью из дерева.
Называли деревянный велосипед «машиной для бега». Так как передвигались на нем с помощью ног, отталкиваясь ими от земли. При этом нужно было балансировать на переднем колесе. Это больше походило на самокат, чем на велосипед. На нем можно было разогнать скорость до 12 км/час.
Через год Дрез запатентовал свое изобретение. Оно стало настолько популярно к концу 1918 года, что его стали выпускать на французских и английских предприятиях по производству карет. Но «велосипедный бум» продлился недолго, и не принес Карлу Дрезу много денег. В 1851 году профессор умер не имея ни гроша за душой. Только спустя 20 лет возобновилась работа над велосипедами.
Интересно знать! Создание велосипеда сыграло немаловажную роль в развитии автомобилей и самолетов в будущем.
Путь к настоящему велосипеду
В 1840 году шотландский кузнец Киркпатрик Макмиллан прикрепил первые педали и седло к «машине для бега». Трансмиссия данной конструкции представляла собой систему шатунов, которые передавали усилие от человека, к переднему колесу. Как в классической швейной машинке.
В 1863 году молодой инженер Пьер Лалман, который разрабатывал детские коляски, прикрепил педали к давно забытой дрезине. Вся конструкция крепилась на передней оси. Лилман продемонстрировал свое изобретение в Париже и привлек внимание очень многих. В том числе и трех богатых братьев Оливье. Они высоко оценили новый велосипед, и предложили Лалману сотрудничество.
Пьер Мишо, известный французский инженер, также работающий с братьями Оливье, усовершенствовал модель Лалмана: заменил деревянную раму на железную. Однако колеса все еще оставались деревянными, с металлическими шинами. Мишо также предложил назвать новое транспортное средство «vélocipède» (велосипед).
Интересно знать! Только в 1866 году Пьеру Лалман удалось получить патент на свое изобретение. Этот год и считается началом массового производства велосипедов.Легенды об изобретение
Существует еще несколько теорий того, где и кем был изобретен первый велосипед. Но их относят скорее к патриотическим легендам, не получившим достаточно доказательств.
По одним источникам создателем велосипеда считают Леонардо да Винчи. Были найдены эскизы примитивного велосипеда, дотированные 1493 годом. Предполагалось, что они принадлежат ему. Но последующая экспертиза показала, что это не так. Возможно, эскиз выполнил его ученик, когда оригинал был утерян, но эти данные также считаются ложными.
Другие говорят, что в 1801 году русский крепостной Ефим Артаманов сконструировал железный велосипед. На нем он проделал путь из города Верхотурье до Москвы. Об этом свидетельствует лишь одна запись в «Словаре Верхотурского уезда Пермской губернии». Сама же конструкция была передана в царскую коллекцию, и вскоре утеряна.
Много людей спорит о том, кто изобрел первый велосипед. Ответ на этот вопрос часто зависит от национальности того, у кого спрашивают. Французы утверждают, что первый байк спроектировал француз, шотландцы думают, что изобретатель шотландец, англичане считают первопроходцем англичанина, американцы часто приписывают заслугу создания велосипеда американцу. С начала 1990-тых годов Международная конференция истории велоспорта в Сан-Франциско начала прослеживать велосипедную историю с возникновения борьбы женщин за свои права, против шовинизма. В нынешнем понимании истории велотранспорта полагается, что создание первого велосипеда - это заслуга многих людей, которые способствовали его появлению своими идеями и разработками.
Четырёхколёсный прототип Джованни Фонтана
В 1418 году Джованни Фонтана построил первое в мире транспортное средство, приводимое в движение мышечной силой человека. Это была четырёхколесная тачанка, имеющая передачу на задние колеса через веревку между деревянными шкивами.
1493 годом датированы эскизы примитивного велосипеда, который, предположительно, был начерчен Леонардо да Винчи, как считали до 1974 года. Дальнейшее изучение чертежей показало, что они не были нарисованы рукой да Винчи. Предположение о том, что эти эскизы выполнил ученик да Винчи после того, как оригинальный чертеж был потерян, также считается ложным. Тест на возраст был выполнен, но библиотека в Милане, принадлежащая Ватикану, скрывает, очевидно, неугодный результат, поэтому эксперты считают эти эскизы недействительными.
Модели, разработанные в начале XIX века
1791 год. Графу Комте де Сикрак приписывают строительство целерифера, якобы, игрушечной деревянной лошади с двумя колесами вместо двух полозьев. Этот первый велосипед в настоящее время считается патриотическим мифом, созданным французским историком в 1891 году. Этот миф был развенчан французским исследователем в 1976 году. На самом деле, был случай, когда Жан Сиврак из Марселя продал за границу четырехколесный скоростной тренажер под названием целерифер в 1817 году.
1801 год. Упоминание о велосипеде в России. Якобы, крепостной кузнец Ефим Артамонов построил железную конструкцию с передним колесом в рост человека, задним - меньшим вдвое. Также был руль, седло, педали. На этом большеколёсном велосипеде Артамонов сделал нереальный марафон из своего родного городка Верхотурье, что возле Перми, до Москвы. Об этом событии сделана лишь одна запись в «Словаре Верхотурского уезда Пермской губернии» о том, что мастеровой уральского завода Артамонов бегал на своем изобретении во время коронации. Словарь издан более чем через сто лет после этого события, в 1910 году. Говорится также, что сама тележка Артамонова забрана в царскую коллекцию редких вещей и вскоре утеряна.
Эта история многими подвергается сомнению, даже русскими исследователями в документальном фильме об истории велосипедов, созданном по экспонатам зала Веломото в Московском политехническом музее.
1817 год. По-разному называли первый в мире велосипед: беговая машина, дрезина и денди-лошадь. Он был изобретен немецким изобретателем бароном Карлом Дрезом в ответ на широко распространившийся голод и массовый забой лошадей, вследствие неурожайного года. Ранее случилось извержение вулкана Тамбора.
Самый первый велосипед имел руль-держатель над передним колесом. Это первый двухколесный транспорт. От него пошло развитие принципа построения всех транспортных средств с двумя колесами, преимущество, которого в том, что велосипед или мотоцикл имеют минимальное сопротивление качению. Велосипеды Дреза были сделаны целиком из дерева. При езде на них нужно было находить баланс на переднем колесе, чтобы сдвинуть его немного при повороте. Люди тогда не решались убирать ноги с безопасной земли, поэтому приводились в движение при помощи бега по поверхности.
После хорошего урожая в 1817 году верховая езда на велосипедах в городах была запрещена по всему миру, так как большинство велосипедистов катались по брусчатке, а на ней они не могли балансировать и сбивали пешеходов. Со временем эта причуда прошла сама собой. Потребовалось почти 50 лет, пока не появилось новое поколение людей с лучшим чувством равновесия.
Новая волна усовершенствований спустя полвека
1863 год. Появился велосипед «костетряс», изготовленный из твердой стали прямоугольного сечения. Тяжелые стальные колеса делают эту машину буквально вибратором при ежедневных поездках по мощёным булыжником дорогам.
Появилось улучшенное переднее колесо с педалями - прямой привод, без передачи, с одной скоростью. Эта машина уже была известна как велосипед («быстрая нога» по французки), но чаще всего её называли костетрясом. Эти велосипеды стали увлечением как для прогулок на свежем воздухе, так и для верховой езды в закрытых академиях - что-то наподобие роликовых катков, которые и сейчас можно найти в крупных городах.
1870 год. Создание обычного велосипеда, хотя его лучше знают как «большеколёс». На нём стало более удобно ездить, чем на предшественнике, но эта езда требовала акробатических навыков, поэтому популярность большеколёсов всегда была ограничена. Это была первая цельнометаллическая машина. До этого металлургия была недостаточно развита, чтобы обеспечивать таким металлом, который был бы достаточно прочен для построения маленьких и легких деталей. Эту машину впервые все стали называть велосипедом двухколесным.
Педали всё ещё были приделаны прямо к переднему колесу без передаточного механизма. Цельные резиновые шины и длинные спицы огромного переднего колеса обеспечивали намного более гладкую езду, чем у его предшественника. Передние колеса ставили всё увеличивающегося и беспредельного диаметра, так как производители быстро поняли, что, чем больше колесо, тем дальше на нём можно прокатиться с одного вращения педалей. Можно было купить колесо такого размера, которое только будет удобно вам, учитывая длину ваших ног.
Эти велосипеды пользовались большой популярностью среди молодых людей как транспортное средство. Они стоили как средняя оплата труда рабочего за шесть месяцев с начала первого десятилетия 1880-х годов.
Из-за того, что всадник сидел слишком высоко над центром тяжести, переднее колесо могло быть в любой момент остановлено камнем, колеей на дороге или внезапно выскочившей на проезжую часть собакой, и весь аппарат, вращаясь на оси колеса, опрокидывался вперед. Всадник в этом случае, попав своими ногами в ловушку под руль, бесцеремонно сбрасывался головой на землю. Отсюда появилось на свет выражение «получить по загривку».
1872 год. Немец Фридрих Фишер впервые начал массово производить стальные шарикоподшипники, запатентованные Жюлем Сюрирейем в 1869 году.
1876 год. Англичане Броувет и Харрисон получили патент на первейшие суппортные тормоза.
1878 год. Англичане Скотт и Филлот запатентовали первый действенный планетарный механизм переключения скоростей передач, который планировалось ставить в ступицу переднего, ведущего колеса велосипеда.
В 1878 году начал свою работу первый американский производитель велосипедов Columbia Bicycle на заводе швейных машин Weed sewing machine сompany в Хартфорде, штат Коннектикут. Первый регулярный каталог товаров этой компании был размером в двадцать страниц. Первые велосипеды были с высоким 60-дюймовым задним колесом, в отличие от европейских моделей.
Они продавались за 125 долларов, когда швейные машины одного и того же производства реализовывали за 13 долларов.
1879 год. Англичанин Генри Джон Лоусон создал заднее колесо с цепным приводом, так появился безопасный велосипед «байкциклет». До этого его ранние модели приводились в движение рычагами.
1880-е годы. В то время как мужчины рисковали сломать себе шею, гоняя со скоростью ветра на высоких колесах, дамы, стесненные корсетами и длинными юбками, могли лишь неспеша проехать кружочек вокруг парка на трехколёсном велосипеде.
Трёхколёсные машины также предпочитали большинство из достойных господ, таких как врачи и священнослужители. Многие механические инновации, теперь используемые на автомобилях, были первоначально изобретены для . Реечное и редукторное рулевое управление, барабанные и дисковые тормоза - это лишь немногие из них.
1888 год. Создана пневматическая шина, которую первым придумал ирландский ветеринар в попытках обеспечить своему сыну, болеющему с детства, более комфортную езду на его трёхколёсном велосипеде. Этого изобретательного молодого доктора звали Данлоп. После этого изобретения комфорт и безопасность можно было соединить в одном транспорте. Велосипеды всё время дешевели, так как улучшились методы производства, а все люди хотели кататься на машине с педалями.
1890 год. Начали собирать безопасные велосипеды. Как следует из названия, эти велосипеды более безопасны, чем обычные. Дальнейшее совершенствование металлургии способствовало очередному изменению дизайна, или, скорее всего, привело к возврату предыдущей конструкции. Имея металл, который теперь был достаточно прочен, чтобы сделать хорошую цепь, небольшие и достаточно легкие для вращения человеком звездочки, следующий проект велосипеда был возвращен к исходному дизайну - с двумя колесами одинакового размера.
Теперь уже вместо того, чтобы вращать педали вместе с одним оборотом колеса, можно при изменении передаточного числа получить такую же скорость, как от огромного и высокого колеса. Первоначально на велосипеды всё ещё ставили цельные резиновые шины, а при отсутствии длинных амортизирующих спиц поездка на безопасных катках была не такой неудобной, как на большеколёсной конструкций. Некоторые из безопасных велосипедов уже 100 лет назад были снабжены передней или задней подвеской. Обычный и безопасный велосипед соревновались друг с другом, и покупателю предоставлялся выбор: комфорт большого колеса или безопасность низкой посадки. Очередное нововведение легло могильной плитой на большеколёсный дизайн - пневматические шины.
Безопасная двухколёсная машина имеет, в основном, такой же дизайн, как и классический современный велосипед. Безопасность новых велосипедов позволила ездить на них большому количеству людей. Хотя велосипеды всё ещё были относительно дорогими, так что на них, в основном, каталась состоятельная элита.
Находки конструкторов XX века
1903 год. Стали применяться ступицы с многоскоростным редуктором, изобретенные Стюрмейем Арчером. С 1930 года они массово использовались на велосипедах, производимых во всем мире. Доминирование этих редукторов продолжалось до 1950 года, пока не стали применяться привычные нам параллелограммные переключатели с кассетой звездочек на заднем колесе.
1930-е годы. Новатор Швинн построил велосипед с широкими покрышками, амортизированной передней вилкой, многоуровневой рамой, предназначенный для привлечения внимания подростков.
Этот молодежный транспорт стал прототипом горного велосипеда. Модель Schwinn Excelsior стала образцом для ранних маунтинг байков почти пятьдесят лет спустя.
1977 год. Появился первый горный велосипед, который был разработан в компании Marin Co, штат Калифорния, к северу от Сан-Франциско. Джо Бриз, Отис Гай, Гарри Фишер и Крейг Митчелл были самыми ранними дизайнерами, строителями и промоутерами.
1984 год. Начали добавлять звездочки в кассету на заднем колесе, и число скоростей увеличилось от 15 до 18, 21 и 24.
1994 год. Сакс (SRAM) производит тормозную систему Power Disc - первые серийно выпускаемые дисковые гидравлические тормоза.
1996 год. Горный велосипед впервые был использован на Олимпийских играх в Атланте, штат Джорджия (США).
Отдел социальных исследований в Нильсоне утверждает, что езда на велосипеде является третьим наиболее популярным видом спорта после плавания и утренней зарядки.
До 1817 года
Сведения о велосипедах и самокатах до 1817 года неясны и противоречивы. Так, рисунок двухколёсного велосипеда с рулём и цепной передачей, приписываемый Леонардо да Винчи , или его ученику Джакомо Капротти, по мнению многих, является подделкой . На витраже в церкви Св. Егидия в английской деревне Stoke Poges изображена человеческая фигура на чём-то вроде самоката , которую Н. Певзнер называет "изображением потешной лошадки, выполненным в XVII веке (C17 representation of a hobby horse)". Самокат якобы 1791 года , приписываемый графу де Сивраку (Comte de Sivrac ) - фальсификация года, выдуманная французским журналистом Луи Бодри. В действительности никакого графа де Сиврака не было, прототипом его стал Джин Хенри Сиврак, получивший в году разрешение на импорт четырёхколёсных экипажей.
Легендой, скорее всего, является и история о крепостном крестьянине Артамонове , который якобы сконструировал велосипед примерно в 1800 году. Согласно этой легенде, изобретатель совершил успешный пробег на своём велосипеде из уральского села Верхотурье в Москву (около двух тысяч вёрст). Это был первый в мире велопробег. В сие путешествие крепостного Артамонова послал его хозяин - владелец завода, который возжелал удивить царя Александра I «диковинным самокатом». За изобретение велосипеда Артамонову со всем его потомством была дарована свобода от крепостной зависимости. Велосипед хранится в краеведческом музее Нижнего Тагила.
Как показал химический анализ железа, велосипед из нижнетагильского музея сделан не ранее года. Что касается Артамонова, то он впервые упоминается в книге В. Д. Белова «Исторический очерк уральских горных заводов» (издание г., С.Петербург): «Во время коронования императора Павла, следовательно в 1801 г., мастеровой уральских заводов Артамонов бегал на изобретённом им велосипеде, за что по повелению императора получил свободу со всем потомством». В действительности Павел I короновался в году, а в 1801 - Александр I . Белов не приводит никаких ссылок на документы, подтверждающие его поразительную находку. Не найдены они и впоследствии. Никаких упоминаний об Артамонове не удалось найти ни в камер-фурьерских церемониальных журналах 1796, 1797 и 1801 годов, ни в «повестке по случаю кончины Его императорского величества государя императора Павла Петровича», ни в описании коронации Его императорского величества Александра Павловича, ни в «Списке о всех милостях, излиянных покойным государем Павлом 1 в день его коронации 5 апреля 1797 года», ни в архивах канцелярии Н. Н. Новосильцева, созданной в 1801 году и занимавшейся рассмотрением технических изобретений, ни в подборке материалов о крепостных изобретателях, публиковавшейся в «Отечественных записках» П. П. Свиньина (1818-1830). Не найдено и никаких других документов, которые бы подтверждали рассказ Белова. Железный «велосипед Артомонова», демонстрировавшийся в одном из уральских музеев, оказался самоделкой конца XIX века, выполненной по английским образцам .
Прототипом легенды, возможно, послужили крепостной изобретатель Е. Г. Кузнецов-Жепинский, действительно получивший вольную (вместе с племянником Артамоном) в 1801 году за свои изобретения. Однако Кузнецов сконструировал не велосипед, а дрожки с верстометром и музыкальным органом.
1817 год и далее
Эволюция велосипеда
Велосипед с деревянными колёсами в стиле середины XIX века.
Хотя велосипед воспринимается нами как некое простое и гениальное целое (о чем свидетельствует поговорка «изобретать велосипед»), в реальности его изобрели как минимум в три приёма.
Общества велосипедистов добивались улучшения качества дорог. Примером такой организации является Лига Американских Любителей Колёсного Транспорта (League of American Wheelmen ), в конце XIX века в США возглавлявшая и финансировавшая Движение за Хорошие Дороги (Good Roads Movement ). Улучшение качества дорог также ускорило развитие автомобилей.
Велосипеды сыграли свою роль в эмансипации женщин. В частности, благодаря им в 1890-х в моду вошли женские шаровары , что помогло освободить женщин от корсетов и другой сковывающей одежды. Кроме того, благодаря велосипедам женщины обрели беспрецедентную мобильность. Так, например, знаменитая американская суфражистка Сюзан Энтони (1826-1906) заявила 2 февраля в интервью газете «New York World»:
Я думаю, что велосипед сделал больше для эмансипации женщин, чем всё остальное вместе взятое. Он даёт женщинам ощущение свободы и независимости. Сердце моё наполняется радостью всякий раз, когда я вижу женщину на велосипеде… это - зрелище свободной, неугнетённой женщины.
Велосипеды позволили сельским жителям чаще ездить в соседние деревни и города, благодаря чему участились браки между жителями разных населённых пунктов. Это улучшило генетическое здоровье населения благодаря гетерозису . Велосипеды уменьшили скученность в городах, позволив рабочим и служащим жить в пригородах, относительно далеко от места работы.
Применение
Почтовые службы многих стран используют велосипеды с конца XIX века. Так, британская почта (англ. Royal Mail ) использует велосипеды с 1880-х . Общее количество почтальонов-велосипедистов составляет 37 000 в Великобритании , 27 500 в Германии , 10 500 в Венгрии .
Полиции многих стран используют велосипеды для патрулирования улиц, особенно в сельских районах. Велопатрули, как и велосипедная почта, появились в конце XIX века. К примеру, полиция английского графства Кент закупила 20 велосипедов в году, а к году число полицейских велопатрулей составило уже 129. Преимуществами велопатрулей является свобода от автомобильных пробок, возможность патрулировать в пешеходных зонах, возможность скрытно подобраться к подозреваемому.
В Великобритании велосипеды традиционно используются для доставки газет. Это позволяет брать на работу подростков, у которых ещё нет водительских прав. В бедных странах велосипеды иногда используются для доставки обедов.
Даже автомобильная индустрия использует велосипеды. На заводе «Мерседес-Бенц » (нем. Mercedes-Benz ) в Зиндельфингене (нем. Sindelfingen ), Германия, рабочие передвигаются по территории завода на велосипедах. У каждого отдела - велосипеды своего цвета.
Велосипеды использовались на войне. В ходе Второй бурской войны (1899-1902) обе стороны (Великобритания и южноафриканские республики) использовали велосипеды в разведке и для доставки сообщений. Специальные части патрулировали железные дороги на велодрезинах . В первой мировой войне обе стороны активно использовали велосипеды в разведке, для доставки сообщений, для транспортировки пострадавших. Япония успешно использовала велосипеды для вторжения в Китай в году и для вторжения в Сингапур через Малайзию в .
Транспортировка плодов банана
Велосипеды позволяли скрытно и внезапно перебросить тысячи солдат, застав противника врасплох. Кроме того, они не требовали ни грузовиков для своей переброски, ни дефицитного топлива. Союзники использовали в своих операциях парашютистов, экипированных складными велосипедами. Велосипеды использовались партизанами для перевозки грузов в ходе вьетнамской войны . В Швеции велосипедные войска просуществовали до , а в Швейцарии - до . По некоторым данным, велосипеды использовались американскими частями спецназа в ходе афганской кампании.
Велосипедные гонки
Велосипеды в настоящее время
Европа
В настоящее время велосипеды наиболее популярны в странах Северной и Западной Европы . Самая «велосипедная» страна Европы - Дания , средний житель этой страны проезжает за год на велосипеде 893 километра. Следом идут Нидерланды (853 км). В Бельгии и Германии средний житель проезжает за год на велосипеде около 300 километров. Наименее популярен велосипед в странах Южной Европы - среднестатистический испанец проезжает за год на велосипеде всего 20 километров .
Современная популярность велосипеда в Европе - результат проводимой правительствами политики, так как популяризация велосипеда способствует разгрузке центров городов от автомобилей, а также улучшает здоровье людей.
Для популяризации велосипеда и велосипедного туризма принимаются следующие меры: устройство велосипедных дорожек и прочей инфраструктуры; меры, облегчающие использование велосипеда в сочетании с общественным транспортом (велосипедные стоянки, как правило, крытые, а зачастую и охраняемые, на вокзалах и автостанциях, оборудование пассажирских поездов специальными вагонами для пассажиров с велосипедами и тому подобное).
Во многих городах Европы велосипед можно взять напрокат на вокзале.
Fietsflat , трёхэтажная велостоянка у Центрального вокзала в Амстердаме
Устройство велосипеда
Наименования узлов и деталей
Велосипед классической конструкции состоит из рамы , шарнирно закреплённой на ней рулевой вилки с рулём и передним колесом , заднего колеса, седла на подседельном штыре , педалей с кривошипами (а не шатунами, как указано на рисунке), цепной передачи и тормозов. Дополнительно велосипед может оборудоваться одним или двумя амортизаторами, багажником , светотехникой (лампами и/или световозвращателями), звуковым сигналом, подставкой-"подножкой".
Колёса
Как правило, на велосипеде устанавливаются два колеса одинакового диаметра. Каждое колесо состоит из металлического обода,который соединяется с передней втулкой с помощью спиц, резиновой камеры (она аналогична автомобильной,но более тонкая) и покрышки (шины) с протектором. Протектор обычно большой у горных велосипедов, он уменьшает тормозной путь велосипеда и защищает камеру от проколов стеклами, гвоздями и т.д. при движении по асфальту.
Рама
Рама - часть велосипеда, к которой крепятся другие его компоненты - колёса, педали, седло, руль. По мнению многих, рама - самый главный и дорогостоящий компонент велосипеда .
Рама состоит из труб, или перьев, образующих два треугольника - передний и задний, причём задний треугольник раздвоен и образует заднюю вилку для крепления заднего колеса. Такая форма обеспечивает наибольшую жёсткость рамы при минимальном её весе.
Передний треугольник образован подседельной трубой, соединяющей седло и каретку; нижней трубой, соединяющей каретку с рулевой колонкой; и верхней трубой, соединяющей рулевую колонку с подседельной трубой. Задний треугольник образован двумя парами труб, идущих от подседельной трубы и каретки к втулке заднего колеса.
Существуют рамы без верхней трубы или с верхней трубой, идущей рядом с нижней. Такие рамы называются женскими. Женская рама тяжелее мужской с аналогичными характеристиками, но на велосипед с женской рамой удобнее садиться и слезать. В прошлом велосипеды с женской рамой использовались женщинами (можно было сесть на велосипед, будучи в юбке и не нарушая приличий), сейчас они популярны среди обоих полов.
Комфортабельность рамы и ходовые качества велосипеда зависит от мягкости материала. Мягкие рамы лучше поглощают вибрацию и имеют лучший накат на неровных поверхностях. Жёсткие рамы позволяют передавать энергию от педалей к колёсам с меньшими потерями.
Рамы могут делаться из стали, сплавов алюминия, титана, магния, молибдена, а также из углепластика (карбона).
Хорошие стальные рамы делают из хромомолибденовых сплавов. Рамы из хромомолибденовой стали (Cr-Mo steel) лишь немного тяжелее, чем алюминиевые, комфортабельны благодаря своей относительной мягкости и обладают отличными усталостными характеристиками. Если всё же стальная рама страдает от усталости материала, она даёт знать об этом скрипом и снижением жёсткости. Сейчас Cr-Mo в основном используется только в производстве рам для велосипедов ВМХ и туристских велосипедов (en:Touring bicycle).
Рамы из других марок стали (hi-ten, высокоуглеродистые) отличаются низкой прочностью и большим весом и используются только в дешёвых велосипедах.
Алюминиевые рамы легче стальных и жёстче. Благодаря этому они часто используются для гоночных моделей. Однако усталостные характеристики алюминия плохи; кроме того, алюминиевая рама, разрушающаяся от усталости материала, разрушается внезапно.
Титановые рамы также весьма легки, но титан - очень мягкий металл, что часто является недостатком. Титановые рамы не боятся ни холода, ни жары, ни химических веществ, и практически вечны.
Магниевые рамы легки примерно так же, как титановые. Магний очень неустойчив к коррозии, поэтому такие рамы необходимо беречь от царапин. Кроме того, магний, как и алюминий, имеет плохие усталостные характеристики.
Рамы из углепластика (карбона) легче всех остальных, но очень дороги. Их главным недостатком, кроме цены, является хрупкость: карбон может быть повреждён сильным точечным ударом. Кроме того, у карбона очень плохие усталостные характеристики - спортсмены предпочитают менять такие рамы не реже, чем раз в год.
В настоящее время на большинстве велосипедов используются рамы из алюминиевых сплавов, вытеснившие стальные с массового рынка. Дорогие гоночные велосипеды используют либо алюминиевые рамы с карбоновыми задними перьями, либо полностью карбоновые. Другие материалы (титан, скандий, магний) - скорее, экзотика.
Передача
Задний переключатель скоростей
Планетарная втулка Shimano Nexus Inter 8 с ножным тормозом
Ролофф-планетарный механизм переключения передач
Крутящий момент с педалей на заднее колесо обычно передаётся с помощью цепной передачи. Она состоит из ведущих звёзд, ведомых (задних) звёзд, собственно цепи и дополнительных механизмов. Совокупность ведущих звёзд называется системой, совокупность ведомых звёзд - кассетой.
В простейшем случае велосипед имеет только по одной ведущей и ведомой звезде. Однако максимальную мощность человек развивает при достаточно узком диапазоне усилий, поэтому многие велосипеды оборудованы механизмами переключения скоростей.
Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобрёл известный итальянский велосипедист Туллио Кампаньоло (en:Tullio Campagnolo) в г. Звезды (как сзади, так и спереди) смонтированы в блоки, и переключение осуществляется с помощью бокового смещения цепи направлением её на нужную звезду. Чтобы обеспечить равномерное натяжение цепи при разных передаточных отношениях, задний переключатель оборудован специальным устройством натяжения. Велосипед может иметь от 3 до 10 ведомых звёздочек и 1-3 передних, что позволяет таким образом обеспечить до 30 передач. Впрочем, передачи зачастую частично пересекаются (например, положения 48/16 и 36/12 эквивалентны); но такое пересечение необходимо для более удобного и плавного переключения. Кроме того, эффективность передач не одинакова: при большом перекосе цепи (например, с первой передней на последнюю заднюю звезды) трение и износ цепи сильно возрастает, потому такими передачами активно пользоваться не рекомендуется.
Переключатели управляются с помощью натяжения тросиков, которое регулируется специальными ручками переключения. У велосипедов до конца 1980-х - начала 90-х натяжение тросиков регулировалось плавно, из-за чего велосипедисту необходимо было самому определять положения, соответствующие переключению на очередную передачу. Позднее получили распространение системы индексного переключения, в которых механизм дискретно управляет перемещением тросика и, соответственно, переключателя. Само переключение осуществляется нажатием кнопок или дискретным перемещением рычагов.
Существуют противоречивые мнения о полезности шлемов. С одной стороны, даже единичная предотвращённая травма - это уже существенный эффект. С другой, среди противников использования велошлема есть мнение, что он может привносить ложное чувство безопасности, затруднять обзор. Поэтому некоторые велосипедисты и организации считают пользу шлемов сомнительной .
Закон об обязательном ношении шлема, по некоторым данным, приводит к уменьшению числа велосипедистов. Так, количество велосипедистов в Мельбурне после введения закона уменьшилось на 29 % , на 30 % в штате Виктория и на 20-40 % в других частях Канады и Австралии .
Британский учёный Иэн Уолкер обнаружил, что велосипедистам, носящих шлем, водители оставляют меньше места для проезда. В среднем водители приближались к велосипедисту на 8.5 см ближе. Количество водителей, проезжающих на расстоянии меньше метра от велосипедиста, увеличилось на 23 %, если велосипедист был в шлеме. По мнению Уолкера, это повышает риск несчастного случая.
Велосипедные трусы и штаны, в отличие от обычных, хорошо обтягивают тело (за исключением моделей для экстремальных дисциплин, таких, как фрирайд). Обычно они снабжены накладкой из мягкого материала («памперс»), защищающей промежность от возникновения потёртостей и смягчающей удары о седло. Велотрусы и велоштаны являются одновременно верхней и нижней одеждой, надевать под них нижнее белье (кроме термобелья в холодную погоду) не следует.
Физика
Для того, чтобы двухколёсный велосипед не упал, нужно постоянно поддерживать равновесие. Поскольку площадь опоры велосипеда очень мала (в случае двухколёсного велосипеда это всего лишь прямая, проведённая через две точки, в которых колеса касаются земли), такой велосипед может находиться только в динамическом равновесии. Это достигается с помощью подруливания : если велосипед наклоняется, велосипедист отклоняет руль в ту же сторону. В результате велосипед начинает поворачивать, и центробежная сила возвращает велосипед в вертикальное положение. Этот процесс происходит непрерывно, поэтому двухколёсный велосипед не может ехать строго прямо; если руль закрепить, велосипед обязательно упадёт. Чем выше скорость, тем больше центробежная сила и тем меньше нужно отклонять руль, чтобы поддерживать равновесие.
При повороте нужно наклонить велосипед в сторону поворота так, чтобы сумма силы тяжести и центробежной силы проходила через линию опоры. В противном случае центробежная сила опрокинет велосипед в противоположную сторону. Как и при движении по прямой, идеально сохранять такой наклон невозможно, и подруливание осуществляется точно так же, только положение динамического равновесия смещается с учётом возникшей центробежной силы.
Конструкция рулевого управления велосипеда облегчает поддержание равновесия. Ось вращения руля расположена не вертикально, а наклонена назад . Кроме того, она проходит ниже оси вращения переднего колеса и впереди той точки, где колесо касается земли. Благодаря такой конструкции достигаются две цели :
- При случайном отклонении переднего колеса движущегося велосипеда от нейтрального положения возникает момент силы трения относительно рулевой оси, который возвращает колесо обратно в нейтральное положение.
- Если наклонить велосипед, возникает момент силы, поворачивающий переднее колесо в сторону наклона. Этот момент вызван силой реакции опоры. Она приложена к точке, в которой колесо касается земли и направлена вверх. Из-за того, что рулевая ось не проходит через эту точку, при наклоне велосипеда сила реакции опоры смещается относительно рулевой оси.
Таким образом, осуществляется автоматическое подруливание , помогающее поддерживать равновесие. Если велосипед случайно наклоняется, то переднее колесо поворачивается в ту же сторону, велосипед начинает поворачивать, центробежная сила возвращает его в вертикальное положение, а сила трения возвращает переднее колесо обратно в нейтральное положение. Благодаря этому, можно без особых проблем ехать на велосипеде «без рук». Велосипед сам поддерживает равновесие. Сместив центр тяжести в сторону, можно поддерживать постоянный наклон велосипеда и выполнить поворот.
Можно заметить, что способность велосипеда самостоятельно сохранять динамическое равновесие зависит от конструкции рулевой вилки. Определяющим является плечо реакции опоры колеса, то есть длина перпендикуляра, опущенного из точки касания колеса земли на ось вращения вилки; или, что эквивалентно, но проще измерить - расстояние от точки касания колеса до точки пересечения оси вращения вилки с землёй. Таким образом, для одного и того же колеса возникающий момент будет тем выше, чем больше наклон оси вращения вилки. Однако для достижения оптимальных динамических характеристик нужен не максимальный момент, а строго определённый: если слишком малый момент приведёт к трудности удержания равновесия, то слишком большой - к колебательной неустойчивости, в частности - «шимми» (см. ниже). Поэтому положение оси колеса относительно оси вилки тщательно выбирается при проектировании; многие велосипедные вилки имеют изгиб или просто смещение оси колеса вперёд для снижения избыточного компенсирующего момента.
Распространённое мнение о существенном влиянии гироскопического момента вращающихся колёс на поддержание равновесия является неправильным.
На высоких скоростях (начиная примерно с 30 км/ч) переднее колесо может испытывать т. н. скоростные виляния (speed wobbles ) , или «шимми» - явление, хорошо известное в авиации . При этом явлении колесо самопроизвольно виляет вправо и влево. Скоростные виляния наиболее опасны при езде «без рук» (то есть когда велосипедист едет, не держась за руль). Причина скоростных виляний - не в плохой сборке или слабом креплении переднего колеса, они вызваны резонансом . Скоростные виляния легко погасить, снизив скорость или изменив позу, но если этого не сделать, они могут быть смертельно опасными .
На высоких скоростях для управления велосипедом можно применять приём контрруление , знакомый мотоциклистам. Кратковременно отталкиваем правую ручку руля от себя, в результате чего велосипед быстро наклоняется вправо (буквально «ныряет»), затем, при достижении нужного угла наклона, руль выравниваем и удерживая в таком положении - поворачиваем направо, после чего выравниваем велосипед или мотоцикл. Соответственно, если толкаем от себя левую ручку - поворачиваем налево. Основная цель контрруления - быстрое (менее чем за секунду) достижение нужного угла наклона велосипеда или мотоцикла для быстрого входа в поворот. В принципе, данный приём работает на любых скоростях от 10-15 км/ч и выше, то есть когда начинают проявляться гироскопические свойства колеса, которые помогают осуществлять и контролировать наклон и вхождение в поворот.
Езда на велосипеде эффективнее (по затратам энергии на километр) как ходьбы, так и езды на автомобиле. При езде на велосипеде со скоростью 30 км/ч сжигается 15 ккал/км (кило калорий на километр), или 450 ккал/ч (килокалорий в час). При ходьбе со скоростью 5 км/ч сжигается 60 ккал/км или 300 ккал/ч, то есть езда на велосипеде в четыре раза эффективнее ходьбы по затратам энергии на единицу расстояния. Поскольку при езде на велосипеде расходуется больше калорий в час, она также является лучшей спортивной нагрузкой. При беге затраты калорий в час ещё выше. Необходимо учитывать, что ударные нагрузки при беге, а также неправильная езда на велосипеде (например, езда в гору на высоких передачах, переохлаждение коленей, отсутствие достаточного количества жидкости и т. д.) могут травмировать колени и голеностопный сустав. Тренированный мужчина, не являющийся профессиональным спортсменом, может в течение длительного времени развивать мощность 250 ватт, или 1/3 л. с. Это соответствует скорости 30-50 км/ч по ровной дороге. Женщина может развивать меньшую абсолютную мощность, но большую мощность на единицу веса. Поскольку на ровной дороге почти вся мощность расходуется на преодоление сопротивления воздуха, а при езде в гору основные затраты - на преодоление силы тяжести, женщины, при прочих равных условиях, едут медленнее по ровному месту и быстрее в гору.
Расход калорий необходимо рассчитывать на килограмм массы тела. 4 км/ч - 0,04; 10 км/ч - 0,07; 15 км/ч - 0,11; 20 км/ч - 0,14; 30 км/ч - 0,18; далее выбранный коэффициент умножить на массу тела, и мы получим расход калорий в минуту. Например я ехал 2,5 часа со средней скоростью 30 км/ч, мой вес 95 кг итого 0,18*95*150=2565 ккал. Некоторые к собственной массе добавляют массу велосипеда, что достаточно спорно. В любом случае можно получить лишь приблизительные данные.
В 1817 году немецкий изобретатель барон Карл Дрейз создал первый самокат, который был назван им «машиной для ходьбы». У самоката был руль и седло. Самокат был назван по имени изобретателя дрезиной, и это слово по сей день используется в русском языке. В 1818 году был выдан патент на это изобретение.
В 1839-1840 годах изобретение было усовершенствовано. Шотландский кузнец Киркпатрик Макмиллан добавил к нему педали. Заднее колесо прикреплялось в педали металлическими стержнями, педаль толкала колесо, велосипедист находился между передним и задним колесом и управлял велосипедом с помощью руля, который в свою очередь был прикреплен к переднему колесу. Несколько лет спустя английским инженером Томпсоном были запатентованы надувные шины для велосипеда. Однако шины были технически несовершенны и не получили распространения в то время. Массовый выпуск велосипедов с педалями был начат в 1867 году. Пьер Мишо и придумал название «велосипед».
В 70-х годах 19 века стали популярными так называемые велосипеды «пенни-фартинг», получившие свое название благодаря соразмерности колес, так как монета фартинг была намного меньше пенни. На втулке переднего большего колеса находились педали, а седло было сверху от них. Велосипед был достаточно опасным из-за того, что центр тяжести был смещен к центру. Альтернативой «пенни-фартинг» были трехколесные самокаты, весьма распространенные в то время.
Изобретение металлического колеса со спицами является следующим важным шагом в эволюции велосипедов. Эта удачная конструкция была предложена изобретателем Каупером в 1867 году, и всего два года спустя у велосипедов появилась рама. В конце семидесятых годов англичанин Лоусон изобрел цепную передачу
Rover – «Скиталец» - первый велосипед, похожий на современные велосипеды. Этот велосипед был сделан английским изобретателем Джоном Кемпом Старли в 1884 году. Спустя всего один год был налажен массовый выпуск этих велосипедов. Rover обладал цепной передачей, имел одинаковые по размеру колеса, место водителя было между передним и задним колесом. Велосипед стал настолько популярен в Европе, что, например, в польском языке это слово означает велосипед. Велосипед отличался от предшественника безопасностью и удобством. Производство велосипедов переросло в производство автомобилей, был создан концерн Rover, который просуществовал до 2005 года и обанкротился.
В 1888 году шотландцем Бойдом Данлопом были изобретены каучуковые шины, получившие широкое распространение. В отличие от запатентованных резиновых шин они были технически совершеннее и надежнее. До этого велосипеды часто называли «костотряски», с резиновыми же шинами езда на велосипеде стала более мягкой. Ездить стало намного удобнее. Девяностые года 19 века называли золотым веком велосипедов.
Годом позже были изобретены педальные тормоза и механизм свободного хода. Этот механизм позволял не крутить педали во время, когда велосипед крутится сам. Примерно в это же время был изобретен ручной тормоз, но широко применяться он стал намного позже.
В 1878 году был сделан первый складной велосипед. В девяностых годах были изобретены алюминиевые велосипеды.
Первый рикамбент, велосипед, позволяющий велосипедисту ехать лежа или полулёжа, был изобретен в 1895 году. Через 9 лет концерн «Пежо» начал массовое производство рикамбентов. А в 1915 году для итальянской армии стали выпускать велосипеды с задней и передней подвеской.
В последующее десятилетие появились шарикоподшипники, они уменьшали трение между движущимися частями, конвейерные методы сборки, стальные трубы, двух- и трехскоростные колесные втулки, ножной тормоз и переключатель передач цепного привода. Первые механизмы переключения скоростей, возникшие в начале 20 века были несовершенными. Заднее колесо оборудовали двумя звездочками – по одной с каждой стороны. Для того, чтобы переключить скорость, нужно было остановиться, снять колесо и перевернуть его. При этом цепь нужно было натянуть и зафиксировать. В 1903 году был изобретен планетарный механизм переключения скоростей, но он стал популярным лишь в тридцатые годы 20 века. Аналог сегодняшнего переключателя скоростей родом из 1950 года, его изобрел итальянский велогонщик и производитель велосипедов Туллио Кампаньоло.
В 1974 году начали производить велосипеды из титана, годом спустя – из углепластика. Велокомпьютер, отслеживающий скорость, время, нагрузку был изобретен в 1983 году. В девяностых годах стали популярными системы индексного переключения скоростей.
Популярность велосипедов в 20 веке нельзя назвать стабильной. В начале века велосипеды стали менее популярными из-за развития автомобилестроения и доступности автомобилей. Но в конце шестидесятых велосипеды стали очень модными благодаря пропаганде здорового образа жизни.
Добавить отзыв/оценить
Существует очень много версий в истории создания велосипеда и его первого изобретателя, правда, основными из них считаются две. Согласно первой версии впервые велосипед с педалями и рулем построил русский крепостной кузнец Артамонов. В сентябре 1801 года он демонстрировал свое изобретение изумленной публике на Ходынском поле в Москве. Патент на свое изобретение Артамонов не получил, велосипед поместили в царскую коллекцию диковинных вещей и вскоре о нем забыли.
Согласно второй версии родоначальником велосипеда считают немецкого барона Карла фон Дреза. Прототипом современного велосипеда был двухколесный деревянный самокат без педалей. Чтобы передвигаться, человек отталкивался от земли ногами, затем поджимал их и ехал какое-то время по инерции, балансируя при этом, чтобы не упасть. К. Дрез 
снабдил брус седлом и в 1815 году сделал важное усовершенствование, установив рулевое управление над передним колесом. Свое изобретение будущий профессор механики назвал «машиной для ходьбы». В дальнейшем изобретение назовут «дрезина» в честь его создателя. Лишь в 1818 году Дрез запатентовал свое изобретение. В этом же году француз Динер взял патент на это изобретение в своей стране и назвал его привычным для нас «велосипедом», что переводится с латинского, как «быстроногий». Изобретение очень быстро завоевало популярность, на них с увлечением гоняли люди из высшего общества.
В 1839 году шотландский кузнец Макмиллан решил добавить к велосипеду Дреза педали, соединив их с задним колесом с помощью железных стержней и обыкновенных шатунов. В 1845 году Томпсон создал первую, пусть пока несовершенную и непрактичную, надувную шину. В 1853 году Пьер Мишо запатентовал педальный привод, 
который крепился к переднему колесу. Модель обзавелась тормозом, полупружиненным седлом и метким названием «костотряс». В 1863 году парижский мастер по изготовлению колясок собрал свой первый велосипед, прикрутив к переднему колесу педали. Долгое время велосипеды были деревянными. Пьер Мишо предложил заменить первоначальную деревянную конструкцию металлической рамой. Пьер Лалман, Пьер Мишо, скооперировавшись с лионскими промышленниками Оливье, с 1864 года начали массовое производство велосипедов. Только в 1866 году Пьер Лалман получил патент на изобретение, в результате чего официально его стали считать первым создателем велосипеда.
В 1867 году англичанин Каупер изобрел очень удачную легкую конструкцию колеса с металлическими спицами (до этого они были деревянными). Чуть позже во Франции Тевенона изобрел велосипедные шины из каучука, а 
фабрикант Сюрирей применил впервые в велосипедах шарикоподшипники. Через год (в 1870-м) англичанин Лоусон сумел намного увеличить скорость велосипеда за счет предложенной им цепной передачи, поступающей от педалей на заднее колесо. Стремясь повысить быстроходность велосипеда, в 70-е годы некоторые конструкторы предложили делать переднее колесо большим (до 180 см), а заднее — маленьким (до 30 см). Получили машину, названную «паук», конструкция которой была неустойчивой, а езда — небезопасной. С изобретением цепной передачи необходимость в «пауках» отпала.
К концу XIX века мир потряс настоящий велосипедный «бум». 
В Англии, Франции, США было выдано около 6 тысяч патентов на новые конструкции велосипедов. Велосипеды приобрели современные очертания. У них уже были пневматические шины с раздельной камерой и покрышкой. В наше время имеются велосипеды всевозможных конструкций и назначений. Например, велосипеды грузовые, почтовые, детские, спортивные, водные и т. д.
