Геометрия велосипеда: на что влияют параметры?

Наверное, каждый велосипедист, независимо от стажа катания, слышал фразы “эта рама слишком мягкая” или “эта рама очень быстрая”. Если еще не слышали подобное, то теперь начнете. Информация точная и проверенная.
Вполне вероятно, что в начале своего велосипедного пути вы не будете ничего понимать в геометрии и ее влиянии на ездовые характеристики. Однако со временем, начнете что—то подозревать.
Велосипед друга здесь не поможет. Потому, что он просто другой.
Лучше всего ощущается разница между рамами и их геометриями, если всё (или почти всё) оборудование перекочевывает с одной рамы на другую. Вот тогда открывается возможность узнать между ними разницу, а потом сравнить свои ощущения с цифрами на бумаге. Будьте уверены, интуитивно вы все почувствуете правильно. Поменяется управляемость, набор скорости, проходимость, посадка, удобство агрессивного вкручивания педалей. Список ощущений невероятен по своим объемам.
Если же вы можете оценить параметры рамы абсолютно любого велосипеда и не на своем оборудовании, то непонятно зачем вы читаете эту статью) тут для вас ничего нового не будет)

Многие слышали, что раму подбирают по росту и параметру ЕТТ.
Ростовка рамы (длина подседельной трубы) определяется длинной прямой, выходящей из центра кареточного узла и идущей до верхнего края подседельной трубы. Метод этот обладает большими погрешностями, так как некоторые велосипеды имеют встроенный подседельный штырь или разный угол наклона подседельной трубы. Подавляющее большинство производителей велосипедов, особенно в среднем и бюджетном сегментах, указывают размерность рамы исходя именно из длины подседельной трубы.
Параметр ЕТТ чаще используется продвинутыми пользователями, он характеризует эффективную длину верхней трубы. Для вычисления параметра ЕТТ раму велосипеда необходимо установить в положение, в котором она и будет ездить. Далее, от диаметрального центра верхней части рулевого стакана ведем горизонтальную линию до диаметрального центра подседела. Вы всегда будете упираться именно в подседел, а не в подседельную трубу. Конечно, так будет, если все измерения проводятся верно.
Важно понимать, что ЕТТ у разных производителей в одной ростовке может отличаться на величину от 0,5 до 5-6 см. Это очень много. На одной раме вы будете сидеть прямо, а на другой вытягиваться. Разумеется, можно играться с длинной выноса, чтобы компенсировать посадку, но ездить такие рамы будут все равно совершенно по—разному.
Изменение эффективной длины верхней трубы влечет за собой изменение колесной базы, что делает велосипед мягче на неровностях и быстрее, но тогда в жертву приносится его управляемость, например. В мире еще более продвинутых велосипедистов ростовка рамы и ЕТТ практически не учитываются, за основу берутся совсем другие величины.

Да, вот с этого самого момента мы и начинаем говорить о самой геометрии.

Stack и Reach

Два этих параметра в среде продвинутых велосипедистов пользуются сейчас широкой популярностью.

Stack — это длина вертикальной прямой идущей из диаметрального центра верхней части рулевого стакана вниз, до воображаемой горизонтальной линии, идущей из центра кареточного узла.

Reach — это длина горизонтальной прямой выходящей из диаметрального центра верхней части рулевого стакана, идущей до воображаемой вертикальной линии, выходящей из кареточного узла.

Да, по сути, не имеет большого значения, как вы будете производить замеры, отталкиваясь от кареточного узла или рулевого стакана. В любом случае вы получите одни и те же параметры.
Они позволяют быстро оценить свою посадку на велосипеде без углубленного изучения его параметров. Размерность рамы и ЕТТ такого представления не дают, они просто характеризуют высоту подседельной и длину верхней труб.
Конечно, можно спорить, мол посадка поддается регулировке с помощью высоты подседела с офсетом и без него, с помощью угла и длины выноса, ширины руля, наличия или отсутствия подъема руля... Параметров много можно изменить, чтобы подобраться к “своей” посадке, однако Stack и Reach являются определяющими основу, так как эти величины не поддаются корректировке и выбираются всего один раз.

При фиксированном Reach увеличение Stack приводит вас в более вертикальное положение, спина выпрямляется.
При фиксированном Stack увеличение Reach приводит вас в более вытянутое положение, руки выдвигаются вперед. 

То есть, если вы собрались покупать новую раму и обнаруживаете свою посадку слишком вытянутой и/или агрессивной, то есть смысл задуматься о более высоком Stack и коротком Reach.
Если посадка слишком прямая, то Reach подбирается длиннее, а Stack пониже.

В качестве примера предлагаем рассмотреть Specialized Tarmac, где в 56-й ростовке Stack составляет 565 мм, а Reach 395 мм. Пока непонятно, знаю. Теперь обратим внимание на Specialized Roubaix в той же 56-й ростовке, у него Stack 605 мм, а Reach 384 мм.

Вот теперь становится видно, что ростовка, к которой так много пользователей апеллируют играет не такую уже и большую роль, если говорить о посадке. Из цифр мы видим, что Tarmac с меньшим Stack обладает более агрессивной и вытянутой посадкой. Roubaix, напротив, предлагает высокую посадку, что и не удивительно, ведь он позиционируется, как endurance велосипед. То есть, такой велосипед предназначен для длительных заездов, где агрессивная посадка будет отнимать лишнюю энергию, здесь важно удобство и длительность вкручиваний, а не их агрессивность. На первый план выходит не скорость, а комфорт. 

Разумеется, все эти утверждения справедливы в случае использования одинаковых выносов, рулей и подседелов. С их же помощью посадку на любом велосипеде можно будет сделать, как более вытянутой, так и более прямой.

Появляется вполне закономерный вопрос — зачем отталкиваться от Stack и Reach, если посадку все равно можно поменять?
Дело тут в том, что задумывая велосипед с определенными характеристиками инженеры закладывают в него определенные параметры жесткости в разных узлах.

Получается, что вы взяли жесткий Tarmac, но в конечном итоге сделали посадку повыше. Ездить станет, безусловно, комфортнее, но рама по—прежнему останется очень жесткой, ездить будет больно. Ситуация с Roubaix похожа, его рама мягче в некоторых узлах, чтобы обеспечить больше комфорта. Вытягивание посадки на нем сделает вас быстрее, но часть энергии агрессивного вкручивания теперь будет растрачиваться на деформацию “гибких” элементов рамы, которых нет в Tarmac. К тому же, длина выноса неизбежно вырастет, что отразится, как на внешнем виде велосипеда, так и на его весе. Пусть и не значительно, но все же.

Управляемость тоже в стороне не останется, она будет становиться хуже. В зависимости от заложенных производителем параметров она станет либо более вялой, либо более нервной.

Stack+ и Reach+

Приставка + используется компанией Canyon и позволяет получить, в общем—то, те же параметры, только теперь не от верхнего края рулевого стакана, а от верхних точек самого руля. Если на голой раме Reach и Stack неизменны, то Stack+ и Reach+ могут изменяться в зависимости от установленного руля, его высоты благодаря проставочным кольцам под выносом, и углу наклона выноса.

Угол подседельной трубы

Наклон подседельной трубы измеряется с помощью горизонтальной линии, проходящей от центра кареточного узла и линии, проходящей вдоль подседельной трубы. Подседельный штырь, который вставляется в подседельную трубу, при измерении не учитывается, так как он разнится в своей конструкции от модели к модели. Кроме того, штыри бывают с офсетом и без него.

Офсет подседельного штыря — это величина отклонения места установки седла от горизонтали подседельной трубы. Если вы посмотрите на свой велосипед, то скорее всего подседел имеет некоторый изгиб около самого седла, это и есть его офсет. Существует также нулевой офсет, тогда точка крепления седла не отклоняется от горизонтали подседельной трубы. Подседельная труба обычно располагается с углом наклона примерно в 73—74 градуса. Уменьшение этого параметра приводит к смещению седла ближе к заднему колесу располагая вас “за кареткой”.  Увеличение градуса подвигает седло ближе к рулю, что позволяет принять более аэродинамическую посадку, так как вы уже будете “перед кареткой”.

Большие углы наклона подседельной трубы, около 80 градусов, встречаются на велосипедах для раздельных стартов и триатлона. Они позволяют максимально выровнять спину, чтобы обеспечить минимальное лобовое сопротивление, такая посадка очень агрессивная и способствует эффективному вкручиванию. Правда, долго ехать на таком велосипеде без определенной подготовки среднему велосипедисту будет очень тяжело.  

Угол наклона рулевого стакана

Измеряется угол рулевого стакана с помощью горизонтали, проходящей через ось колеса и прямой линии, проходящей через центр рулевого стакана.

На горных велосипедах угол наклона рулевого стакана колеблется в пределах 62—73 градуса, шоссейные велосипеды чаще располагаются на отметке более 70 градусов.
Уменьшение этого угла приводит к увеличению колесной базы и смягчению управляемости, она становится более ленивой и расслабленной. Для горного велосипеда самое то.
Впрочем, для сохранения колесной базы на определенном уровне некоторые производители укорачивают верхнюю трубу велосипеда.

При настройке посадки стоит учитывать фактор наклона рулевого стакана. Представим, что он составляет 73 градуса и вы добавляете 25 мм колец под выносом. Конечная высота руля изменится примерно на 24 мм, однако при этом он сместится примерно на 7 мм ближе к седлу.

Trail

Параметр Trail измеряется между осевой линией рулевого стакана, идущей до самой земли и прямой, опущенной вертикально вниз из оси колеса.  Trail зависит от угла наклона рулевого стакана, офсета вилки и размера колеса. Офсет вилки — это величина, на которую ось колеса смещена относительно оси рулевого стакана.

Увеличение угла наклона рулевого стакана, уменьшение офсета вилки и размера колеса приводит к уменьшению параметра Trail, что делает велосипед намного острее в управлении. Меньший Trail встречается чаще на шоссейных велосипедах. Увеличенный Trail применяется на горных велосипедах и увеличивается по мере роста агрессивности дисциплины. Он делает велосипед более стабильным в управлении и прощает большое количество ошибок на бездорожье.

В качестве примера рассмотрим шоссейник Trek Madone в 56 размере рамы. Угол наклона рулевой трубы у него составляет 73,5 градуса, а офсет вилки 40 мм, что приводит Trail к величине в 58 мм.

Циклокроссовый Trek Boone имеет всего 72 градуса в рулевой трубе и 45—ти миллиметровый офсет вилки, что обеспечивает ему офсет 67 мм.  Разница почти в 11 мм резко сказывается на управляемости. Шоссейнику требуется больше маневренности, а циклокросс должен уметь оставаться стабильным и предсказуемым в условиях отсутствия дорог, потому у него Trail больше.

Trek Domane, например, является endurance шоссейным велосипедом и такой остроты управления, как у Madone ему не требуется, поэтому офсет вилки составляет уже 48 мм, а Trail 61 мм.

Передний центр

Front Center измеряется от центра кареточного узла до центра передней оси. Стоит учитывать, что на велосипедах с разными углами рулевых труб и с разными офсетами вилок этот параметр может вовсе не отличаться.  С его помощью становится понятно, будет ли ваша нога цепляться за переднее колесо или нет. Разумеется, это актуально для зубастых покрышек и владельцев большого размера обуви.

Длина цепных перьев

Измеряется длина цепных перьев от центра каретки до центра заднего колеса. Чем они короче, тем более производительным велосипед считается с точки зрения эффективности педалирования. Это обусловленно большей жесткостью конструкции.

На шоссейных велосипедах цепные перья всегда короче, чем на горных. Хотя и в среде шоссейных велосипедов короткие цепные перья не всегда нужны и величины эти колеблются в зависимости от дисциплины. Наиболее агрессивные из них имеют настолько короткие перья, что подседельную трубу инженерам приходится делать с углублением под колесо. Разумеется, в таких условиях размер покрышки весьма сильно ограничен.

С МТБ велосипедами все несколько проще, по длине перья вместят огромные покрышки, но теперь уже не будет хватать расстояния между перьями.

Колесная база

Измеряется база между осями велосипеда. От нее зависит управляемость и мягкость хода. Рама при этом может оставаться такой же жесткой. Просто увеличивается плавность преодоления препятствий.  Чем колесная база короче, тем более шустрым велосипед становится. Чем база длиннее, тем больше стабильности в ходу.

Если для сравнения взять шоссейник и гравийник, то последний будет обладать большей колесной базой, так как ему нужна стабильность управления. 

Высота каретки относительно земли

Она измеряется от земли до центра кареточного узла и характеризует геометрическую проходимость велосипеда. То есть, от её высоты зависит высота препятствия, которое вы сможете преодолеть без отрыва колеса, не цепляясь при этом звездами шатунов.
Кроме того, высота кареточного угла характеризует смещение высоты центра тяжести. Чем он ниже, тем более устойчивым велосипед является.
Ну, и разумеется, чем каретка выше, тем больший наклон в повороте можно осуществить, не переставая при этом вращать педали, что очень важно для шоссейных велосипедов.
Следует учитывать, что изменение диаметра покрышек приводит к изменению высоты каретки.

Высота каретки относительно осей колес

Да, некоторые производители пользуются измерением высоты центра каретки относительно осей колес. Сути это никак не меняет. Чем каретка выше от земли, тем она ближе к осевой линии колес, тем выше поднимается центр тяжести и тем больший зазор для педалей образуется.
В общем, всё то же самое, только точка отсчета теперь находится сверху, а не с низу.