पहिए के पहिए मोटे होते जा रहे हैं, जो उन्हें तेज बनाने के प्रति सहज लगता है, तो क्या हो रहा है?
तर्क से पता चलता है कि अगर आप चाहते हैं कि कोई चीज़ हवा में जल्दी से कट जाए, तो आप उसे पतला और नुकीला बना दें - जैसे कॉनकॉर्ड। यह एक डार्ट के आकार का था, जबकि अन्य यात्री विमान बल्बनुमा थे, और परिणामस्वरूप यह तीन घंटे के भीतर अटलांटिक को पार कर सकता था। डीप सेक्शन एयरो व्हील्स की शुरुआती पीढ़ियों में भी यही सोच थी: पतले, गहरे वी-सेक्शन एक तेज धार पर टेप किए गए, जिसने अधिकतम दक्षता के साथ हवा के माध्यम से टुकड़ा करने का आभास दिया। यह सहज समझ में आता है, लेकिन समय बदल गया है।
पहिए के डिजाइन का अत्याधुनिक अब है, कम कटिंग और अधिक कुंद। किनारों को नरम कर दिया गया है और रिम्स को इस हद तक चौड़ा कर दिया गया है कि अब हमें बताया जा रहा है कि मोटे, गोल रिम प्रोफाइल चौतरफा प्रदर्शन के लिए सबसे अच्छा विंड-चीटिंग आकार है। तो क्या हुआ है?
हवाएं
व्यापक रिम आकार के मूल प्रस्तावक हेड व्हील्स थे, इसके संस्थापक स्वर्गीय स्टीव हेड के साथ, 1980 के दशक में बहुत सोच-विचार कर रहे थे। जब हेड ने 2000 के दशक के मध्य में अपने गोल-मटोल, चौड़े-प्रोफाइल एल्यूमीनियम मिश्र धातु वाले अर्देंनेस व्हीलसेट को लॉन्च किया, तो इसे सर्वव्यापी 23 मिमी के बजाय 25 मिमी टायर के साथ जोड़ा जाने की सिफारिश की, कई लोगों ने अविश्वास व्यक्त किया कि यह एक तेज़ सेट-अप हो सकता है। उस समय, तकनीकी विवरण स्केच थे। ऐसा लग रहा था कि हेड अधिक कॉर्नरिंग नियंत्रण के लिए बेहतर टायर स्थिरता की मांग कर रहा था, साथ ही उबड़-खाबड़ इलाकों में पिंच फ्लैट्स की संभावना कम हो गई थी, फिर भी 80 के दशक में शुरुआती शोध से यह भी पता चला था कि व्यापक रिम्स तेजी से वायुगतिकीय रूप से हो सकते हैं। फिर, जब 2009 में हेड पेटेंट की शुरुआत हुई, तो नवाचार की लहर के लिए दरवाजा खोल दिया गया।
माइकल हॉल, पहिया निर्माता Zipp में उन्नत विकास के निदेशक, कहते हैं, 'वर्षों से उद्योग ने समग्र ड्रैग दक्षता [पवन-सुरंग परीक्षण में सबसे तेज़ परिणाम] का पीछा किया, इस बात पर बहुत कम ध्यान दिया कि उन घटकों ने उप-पर कितना अच्छा प्रदर्शन किया। इष्टतम, वास्तविक दुनिया के दिन।वास्तविक दुनिया में, सवारों को उन सभी चीजों से निपटना पड़ता है जो उनका पर्यावरण उन पर फेंकता है। 2010 में लॉन्च किए गए हमारे फायरक्रेस्ट व्हील्स के लिए, हमने अपना ध्यान केंद्रित किया और परिणामी उत्पाद हमारी पिछली पीढ़ियों की तुलना में किसी भी हवा की दिशा में अधिक स्थिर और अनुमानित होने की मांग की।'
केविन क्वान, नाइट कंपोजिट्स में इंजीनियरिंग के निदेशक, अधिक विस्तार में जाते हैं: 'जिस तरह से हम डिजाइन करते हैं वह पीछे के किनारे से है, जिसका अर्थ है पहिया का पिछला आधा।' यह टायर और अग्रणी को देखते हुए उल्टा लग सकता है रिम का किनारा जो पहले हवा से टकराता है, लेकिन क्वान कहते हैं, 'हमारे शोध से पता चलता है कि जब हवा एक टायर से टकराती है [सीधे कोण के अलावा कोई भी कोण] यह अलग हो जाता है [रिम पर अपना सहज प्रवाह खो देता है], इसलिए रिम के सामने वायुगतिकीय आकार बहुत कुछ नहीं कर रहा है - यह लगभग हमेशा रुका हुआ है। दूसरे शब्दों में, सामने वाले वायुगतिकीय आकार को प्राथमिकता देने का कोई मतलब नहीं है।
एयरो लाभ
यह समझने के लिए कि कैसे एक व्यापक रिम ड्रैग को बढ़ाने के बजाय वायुगतिकी में सुधार कर सकता है, हमें इस तथ्य पर विचार करने की आवश्यकता है कि जिस हवा में हम सवारी कर रहे हैं वह सुसंगत तरीके से व्यवहार नहीं करती है।एक शांत दिन में भी, हवा एक घूमती हुई, जटिल गड़बड़ी है। वायुगतिकीय विज्ञान ने जो महसूस किया है, वह यह है कि इष्टतम तरल गतिकी - जिस तरह से हवा आकार और सतह बनावट के साथ संपर्क में आती है - घर्षण को कम करने के लिए उबलती है।
जब वायु प्रवाह की बात आती है, तो तीन व्यापक श्रेणियां होती हैं। पहली श्रेणी 'लामिना' वायु प्रवाह है। यह कम घर्षण नुकसान के लिए सबसे वांछनीय स्थिति है और यह चिकनी, सीधी या घुमावदार रेखाओं में चलती हवा को संदर्भित करता है। जब यह एक चलती वस्तु का सामना करता है, लामिना वायु प्रवाह अलग हो जाता है, वस्तु के चारों ओर स्लाइड करता है, फिर दूसरी तरफ अपने प्रवाह को कम से कम उपद्रव के साथ फिर से शुरू करता है।
दूसरा राज्य 'अशांत' है। जैसा कि नाम से पता चलता है कि यह गंदी हवा को संदर्भित करता है जो सुचारू रूप से बहने से दूर है, हालांकि इसमें 'लामिनार' और 'रुकी हुई' हवा दोनों के तत्व हो सकते हैं। अशांति के कई कारण हो सकते हैं: शायद यह एक हवा का दिन है, या आप किसी अन्य सवार का बारीकी से पीछा कर रहे हैं, या कार और लॉरी गुजर रहे हैं।इन उप-इष्टतम स्थितियों को कभी-कभी 'गंदी' हवा कहा जाता है, और यह सबसे आम स्थिति है जिसमें हम सवारी करते हैं।
तीसरी शर्त है 'ठहराई'। यह तब होता है जब हवा अब नहीं बह रही है, लेकिन एक ही बार में अलग-अलग दिशाओं में बढ़ रही है। यह स्थिति सबसे अधिक घर्षण का कारण बनती है और इस तरह सवार को धीमा करने पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।
इसका मतलब यह है कि एक पहिया और टायर संयोजन होना बहुत अच्छा है जो लामिना के प्रवाह में अच्छी तरह से काम करता है, जैसा कि आप एक पवन-सुरंग में आगे बढ़ते हैं, वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में इससे अधिक लाभ क्या है पहिए और टायर हैं जो अशांत हवा में अच्छी तरह से काम करते हैं। सबसे सफल आधुनिक डिजाइनों का उद्देश्य वास्तव में ऐसी हवा लेना है जो अशांत है और इसके खिंचाव को कम करती है - गंदी हवा को साफ करने के लिए। यह एक कारण है कि पतले, नुकीले व्हील रिम्स को व्यापक, राउंडर रिम्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है - नए डिज़ाइन गन्दी हवा से काटने में तेज़ हैं जो कि अधिकांश वास्तविक दुनिया की सवारी पर सवारों का सामना करते हैं। लेकिन एक और बड़ा कारण है कि रिम्स व्यापक हो रहे हैं, जो रोलिंग प्रतिरोध है।
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चौड़े रिम्स में बदलाव आंशिक रूप से व्यापक टायरों की ओर एक साथ चलने का परिणाम है। जहां 23 मिमी टायर आदर्श हुआ करते थे, अधिक सवार और निर्माता इसके बजाय 25 मिमी का चयन कर रहे हैं, और कभी-कभी इससे भी अधिक चौड़ा।
क्वान कहते हैं, 'कॉन्टिनेंटल के शोध से पता चलता है कि 25c टायर में 23c टायर की तुलना में 10-15% कम रोलिंग प्रतिरोध होता है। 'कॉन्टिनेंटल ने दिखाया कि यदि आपके पास एक बड़ा टायर है, तो संपर्क पैच, लंबे समय तक बढ़ने के बजाय, छोटा लेकिन चौड़ा हो जाता है, इसलिए सड़क पर वास्तविक सतह क्षेत्र समान दबाव में समान रहता है।'
यह टायर निर्माता श्वाबे के निष्कर्षों से समर्थित है। उत्पाद प्रबंधक मार्कस हैचमेयर कहते हैं, 'यदि आप अलग-अलग चौड़ाई वाले टायरों की तुलना करते हैं, लेकिन समान स्पेक्स - समान कंपाउंड, प्रोफाइल और मुद्रास्फीति दबाव - रोलिंग प्रतिरोध के मामले में व्यापक है। यदि आप कल्पना करते हैं कि आपकी बाइक और सवार कांच की एक शीट पर खड़े हैं और आप नीचे से देख रहे हैं जहां टायर कांच से मिलता है, तो आपको दो अलग-अलग आकार दिखाई देंगे।एक संकीर्ण टायर पर आकार लंबा और पतला, अंडाकार होगा। एक व्यापक टायर पर संपर्क पैच छोटा और मोटा होगा, एक सर्कल का अधिक होगा, और इस तरह किसी भी क्षण में साइड की दीवार बनाने और रोलिंग प्रतिरोध बनाने में मदद करने वाले कम धागे का उपयोग किया जाता है, और घर्षण कम होता है।'
यह सब बहुत अच्छा है, लेकिन क्यों न केवल चौड़े टायरों को संकीर्ण रिम में फिट किया जाए? जब रिम संकरा होता है, तो प्रोफ़ाइल में देखे जाने पर टायर एक 'लाइटबल्ब' का आकार बनाता है - जहां यह रिम से जुड़ा होता है, वहां पिन किया जाता है, और रिम से दूर बल्बनुमा होता है। व्यापक आंतरिक रिम के साथ, टायर एक उल्टे 'यू' आकार का अधिक रूप बनाता है, जो सड़क के साथ एक राउंडर संपर्क पैच बनाने में मदद करता है और बाद में कम रोलिंग प्रतिरोध करता है।
रोड व्हील रिम्स की आंतरिक चौड़ाई - टायर बीड को सीट देने वाले दो हुक वाले फ्लैंग्स के बीच की दूरी - हाल ही में लगभग 14 मिमी रही है। व्यापक रिम्स की पहली फसल पर, वह स्थान 16 मिमी तक बढ़ गया, और अब निर्माता उन्हें फिर से व्यापक बना रहे हैं। Bontrager की नवीनतम Aeolus TLR D3 रेंज, जिसे इस साल की शुरुआत में लॉन्च किया गया था, ने उस चौड़ाई को अपने पिछले D3 से बढ़ाकर 17 कर दिया।5 मिमी से बड़े पैमाने पर 19.5 मिमी, प्रतिशत के संदर्भ में पर्याप्त वृद्धि। हालांकि, पहिया निर्माता माविक के मिशेल लेथेनेट से चेतावनी का एक शब्द आता है। 'दोनों तत्वों [टायर और रिम] को आदर्श रूप से सिस्टम को बढ़ाने के लिए पूरी तरह से मेल खाने के लिए डिज़ाइन करने की आवश्यकता है। यदि नहीं, तो इसका कोई मतलब नहीं है कि बढ़ती जड़ता, घूर्णन वजन और एयरो ड्रैग केवल एक व्यापक टायर का उपयोग करने के लिए है। इसके अलावा, यदि आप विपरीत परिदृश्य पर विचार करते हैं, तो इसके बारे में सोचने के लिए सुरक्षा पहलू है - अत्यधिक चौड़े रिम पर इस्तेमाल किया जाने वाला एक संकीर्ण टायर। इससे टायर के ठीक से न बैठने और संभावित रूप से उड़ जाने का उच्च जोखिम हो सकता है।'
टायर जैसी महत्वपूर्ण चीज़ के साथ सुरक्षा सर्वोपरि है, और क्वान कहते हैं, 'वर्तमान में 17-18 मिमी [आंतरिक रिम-बेड चौड़ाई], ठीक लगता है, लेकिन कोई भी व्यापक, 20 मिमी तक, और हम इसमें शामिल हो रहे हैं अज्ञात क्षेत्र। फिलहाल हमने कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं देखा है, लेकिन यह वास्तव में अभी तक मुख्यधारा में नहीं देखा गया है।'
संभाल के मसीहा
सिर्फ यह साबित करने के लिए कि इंजीनियरों के लिए पहियों को हल करना शायद सबसे जटिल समस्या है, डिजाइन संक्षिप्त में एक और महत्वपूर्ण विचार है: हैंडलिंग।
‘यह एक बेहद महत्वपूर्ण कारक है,’ स्मार्ट एयरो टेक्नोलॉजी के तकनीकी निदेशक और एनवे कंपोजिट्स के एयरो व्हील सिस्टम (एनवे एसईएस) के डिजाइनर साइमन स्मार्ट कहते हैं। 'अगर हम सात साल पीछे जाते हैं, तो एथलीट पवन-सुरंग में आएंगे और हम उनके लिए सबसे तेज़ पहियों की पहचान करेंगे। लेकिन हमने पाया कि वास्तविक दुनिया में अक्सर पहिए धीमे होते थे। ऐसा इसलिए नहीं था क्योंकि पवन-सुरंग गलत थी, यह केवल इसलिए था क्योंकि सवार दौड़ते समय सीधी रेखा नहीं रख सकते थे क्योंकि पहियों में स्थिरता की कमी थी।'
तेजी से चलने का एक हिस्सा नियंत्रण बनाए रखने में सक्षम होना है, इसलिए यदि एक पहिया में क्रॉसविंड या अशांत हवा में स्थिरता की कमी है, तो परिणाम तेजी से जाने के लिए आत्मविश्वास का नुकसान होता है और प्रदर्शन अनिवार्य रूप से प्रभावित होता है। 'मेरे लिए, पहिया प्रदर्शन से सवारी स्थिरता बड़ी चीज गायब थी, और मुझे पता था कि अगर हम एक अधिक स्थिर फ्रंट व्हील विकसित कर सकते हैं, भले ही यह पवन-सुरंग में थोड़ा धीमा साबित हो, मुझे पता था कि यह वास्तविक दुनिया में तेज़ होगा, ' स्मार्ट कहते हैं।'इसीलिए मैंने एनवे के साथ विकास कार्यक्रम की शुरुआत की, जिसे पहली प्राथमिकता के रूप में संभालना था।'
यह सब इस तथ्य की ओर इशारा करता है कि पहिया और टायर को न केवल वायुगतिकी में, बल्कि गति में स्थिरता, अनुमानित हैंडलिंग और कम रोलिंग प्रतिरोध में एक इष्टतम समाधान के लिए एक पूर्ण पैकेज के रूप में एक साथ काम करना चाहिए। इसके आलोक में, क्या हम भविष्य में पहिया निर्माताओं को टायर निर्माताओं के साथ मिलकर काम करते देखेंगे?
बोंटेगर के मामले में, वे पहले से ही एक हैं। बोंटेगर के व्हील प्रोडक्ट मैनेजर रे हैनस्टीन कहते हैं, 'हमारे व्हील और टायर इंजीनियरों को एक जैसा माना जाता है। पहिए और टायर इतने आपस में जुड़े हुए हैं कि आप एक को दूसरे की गहन समझ के बिना उसकी क्षमता तक विकसित नहीं कर सकते। ये लोग एक ही कमरे में काम करते हैं, एक साथ सवारी करते हैं, एक साथ दोपहर का भोजन करते हैं। यह माविक और ज़िप्प में एक समान कहानी है, जो अपने टायर और पहियों को भी बनाते हैं, इसलिए सटीक रूप से युग्मित उत्पाद बना सकते हैं। बड़ा सवाल यह है कि क्या हम शिखर पर पहुंच गए हैं? स्मार्ट कहते हैं, 'रिम डिजाइन करना काफी चुनौतीपूर्ण है, लेकिन रोमांचक है।पिछले पांच वर्षों में फ्रेम डिजाइन में काफी बदलाव आया है, और यह व्यापक टायरों की अनुमति देने जैसी चीजें हैं जिन्होंने हमें और भी व्यापक रिम्स का पता लगाने की आजादी दी है। जैसा कि ज्यादातर चीजों के साथ होता है, कम रिटर्न का एक बिंदु है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि हम अभी तक चरम पर हैं।'
आखिरकार, व्यापक टायर और संगत रूप से चौड़े व्हील प्रोफाइल उद्योग की ओर बढ़ रहे हैं, और सवारों के लिए सही विकल्प यदि आप उस तरह की परिस्थितियों में अधिकतम लाभ चाहते हैं जो हम सभी दिन-प्रतिदिन अनुभव करते हैं, बूट करने के लिए अनुमानित हैंडलिंग के साथ. विज्ञान इसका समर्थन करता है, इसलिए यह संकीर्ण दृष्टिकोण को अस्वीकार करने और व्यापक होने का समय हो सकता है।
