להמציא אופניים
סביר להניח שלקטגוריה מסוימת של אנשים יצירתיים מאוד לא נעים לשמוע את האמרה האירונית – “אז מה, המצאת אופניים”. כן, כלי התחבורה הזה לא השתנה באופן עקרוני במשך מאה וחמישים שנה, והוא משתמש בהעברת כוח השרירים של האדם לגלגל.
אבל מדוע, למשל, לא אומרים זאת על מכוניות? הרי גם במקרה זה התוכנית העקרונית לתנועה אינה משתנה, עבודתם של החדשנים מכוונת לשיפור מנוע הגרירה, המתלים, נוחות ההפעלה, נוחות תא הנוסעים, העלאת רמת הבטיחות ועוד.
רבים, כנראה, יופתעו, אך מסתבר כי לא מעט מהנדסים יצירתיים, מעצבים ואנשים שפשוט לא נשארים אדישים לאופניים, ממשיכים לחפש פתרונות חדשים לשיפור המכונה הדו-גלגלית, ועובדים באותם תחומים. וישנם לא מעט המצאות בחזית ה"אופניים", ולפעמים הן פשוט מדהימות באומץ ובהפתעה שלהן.
איך לבחור אופני הרים איך לבחור אופני הרים בקנייה? כל הדקויות בבחירת אופני הרים.
תמונות וסרטונים על ספורט אקסטרים “סקיידייבינג” ניתן לראות בעמוד זה .
האם מנגנון השרשרת הופך ללא רלוונטי?
אופניים ללא שרשרת
האופניים הראשונים הונעו על ידי דוושות שהותקנו ישירות על ציר הגלגל, לאחר מכן נעשה צעד גדול קדימה – הוכנס מנגנון העברת כוח באמצעות שרשרת. עם הזמן השתפר המנגנון ונוספה אפשרות לכוון את המאמץ המופעל – כלומר, מעבר בין הילוכים.
לכאורה, מה עוד צריך? המערכת עברה את מבחן הזמן, היא פשוטה ואמינה. אבל המעצבים והמהנדסים לא נחים.
לפני כמה שנים, קבוצה של מהנדסים הונגרים הציגה בעיר פדובה שבאיטליה סוג חדש ומהפכני של העברת כוח מהדוושות לגלגל המוביל. למערכת ניתן השם Stringdrive, והיא מזכירה במידה מסוימת העברת כוח באמצעות רצועה, אך זהו רק דמיון חיצוני.
כאשר מסובבים את הדוושות, הכוח עובר למנופים מעוצבים שמבצעים תנועות נדנדה. על המנופים ממוקמות קרונות עם שתי גלגלות. הקרונות יכולים לנוע מעלה ומטה לאורך מוט משונן בעת מעבר בין הילוכים.
משני צידי הגלגל האחורי המוביל מותקנים מנגנונים עם קפיצים, שעל כל אחד מהם כרוכים וכבדים כבלים, העוברים דרך הגלגלות על מנופי הדוושות ומחוברים באופן קשיח לגלגלי האופניים.
https://www.youtube.com/watch?v=AAvWD23nHBU#t=52
עקרון הפעולה הוא כך: כאשר הדוושות נעות קדימה, הכבלים נמתחים ומסובבים את המנגנון בגלגל המוביל, שמניע אותו. כאשר הדוושות נעות חזרה, המנגנון, בהשפעת הקפיץ, חוזר למקומו ההתחלתי ומגלגל שוב את הכבלים על גלגלותיו. הפעולה החלופית של הדוושות השמאלית והימנית מבטיחה תנועה חלקה של האופניים.
תנועת הקרונות לאורך המוטות המשוננים של המנופים מאפשרת בחירת הילוכים – בדגם האופניים Stringbike ישנם 19 הילוכים בסך הכול.
מעניין שניתן לשנות הילוכים גם בזמן עצירה וגם במהלך הנסיעה. אגב, ישנה אפשרות לא רק לשנות הילוכים בצדדי האופניים באופן מסונכרן אלא גם להתאים כל אחת מהדוושות באופן אינדיבידואלי – מה שעשוי להיות שימושי לאנשים שיש להם הבדלים אנטומיים בהתפתחות רגליהם.
אחד המאפיינים של האופניים הללו הוא המבנה הסימטרי, שמגביר את היציבות ואת קלות התמרון. הבדיקות הראו שהאופניים מציעים נסיעה חלקה מאוד, שלאחריה הופכת הרכיבה על אופניים רגילים להרבה פחות נוחה.
יתרון נוסף ומשמעותי – הכבלים הפולימריים, בשונה משרשרת, אינם זקוקים לשימון או ניקוי, אינם חוששים מחול או מים, ותוחלת החיים שלהם גבוהה יותר ממערכת השרשרת פי 2–3.
אופניים חשמליים Yamaha PAS
ישנם עוד כמה פיתוחים מקוריים מאוד להעברת הכוח לגלגל. לדוגמה, מהנדסים גרמנים ויפנים שיפרו את מערכת ההעברה באמצעות כרטיסן, שהייתה מיושמת לעיתים גם בעבר.
החידוש הוא בכך, שהם ציידו אותה בתיבת הילוכים ממוחשבת אוטומטית, שבוחרת בעצמה את מצב הנסיעה האופטימלי בהתאם לתוואי השטח ולתנאי הדרך. בנוסף, החידושים של החברות Yamaha ו-Mercedes מצוידים במערכות תאורה והתראה “חכמות”, שנדלקות באופן אוטומטי כשהתאורה הכללית מופחתת.
איך לאחסן אופניים בצורה נכונה בחורף האם אתם יודעים איך לאחסן אופניים בצורה נכונה בחורף ? המידע הזה יסייע לשמור על “חבר הברזל” שלכם לאורך שנים.
מה זה ג’ירופלן ואיך הוא טס? תוכלו לקרוא בקישור הזה . הכל על כלי התעופה המיוחד הזה.
בנוסף, אל תפספסו סיפור קצר על ספורט הצניחה החופשית .
האם ניתן לשנות את שלדת האופניים?
כבל במקום צינור
קבוצה של מהנדסים אמריקאים הגיעה למסקנה שהעיצוב המשולש הקלאסי של שלדת האופניים מהווה לעיתים מיותר ומכביד על המשקל הכולל של האופניים.
למעשה, הצינור המחבר בין דוש הפדלים למעטפת ההגה נתון כל הזמן תחת מתח למתיחה בלבד, ולכן מדוע לא להחליף אותו בכבל חזק?
לא רק שהמבנה של האופניים הופך קל יותר, אלא שגם השימוש במבלם קפיצי בחלק הקדמי של כבל בלתי חלוד ולהוספת מפרק בין הצינור האופקי לצינור האנכי של השלדה מאפשרים לרכך את עוצמת המהלומות, המתקבלות על ידי הגלגל הקדמי, וכל זאת מבלי לפגוע בחוזקה הכוללת של המבנה.
אופניים כאלה מתקפלים בקלות כמעט לחצי ונארזים בקלות לכיסוי – יתרון חשוב נוסף בעת אחסון או הובלה.
ועדיין יש יותר מזה. הניסויים הראו יעילות מוגברת משמעותית במערכות האופניים מסוג זה.
הקפיץ המותקן בחזית הכבל מסוגל לצבור אנרגיה שבדרך כלל הייתה מתבזבזת ללא שימוש ב"חלק המת" של מחזור דוושת הפדלים, ואפילו את האנרגיה שמתקבלת מהמהלומות שסופג הגלגל הקדמי.
בעת מתיחתו, הכבל והקפיץ מאריכים מעט את בסיס הגלגלים של האופניים, וכאשר הם מתכווצים – הם מעניקים דחיפה נוספת לתנועה קדימה.
לא מפחדים ליפול!
נפילה מאופניים
תנועה באופניים שומרת על יציבותם ממספר סיבות, וביניהן העובדה שהגלגלים המסתובבים מחזיקים תכונות גירוסקופיות – היכולת לשמור על אוריינטציית הציר שלהן במרחב.
אך עבור רוכב מתחיל, הסבר זה אינו מועיל. עבורו החשוב ביותר הוא להתגבר על פחד הנפילה הראשוני – משם הכל כבר יבוא מעצמו.
איך ניתן לעזור לרוכב מתחיל, בין אם זה ילד או מבוגר שלא למד לרכוב בילדותו?
הפתרון היחיד הוא לספק לו אופניים דו-גלגליים עם יציבות מוגברת ולקנות לו כמה שניות של תחושת ביטחון שבמהלכן הוא יוכל לעמוד יציב או לעצור בקלות.
הפתרון מכוון בעצמו – לשפר את פעולת הגירוסקופ של הגלגל. בדיוק כך הלכו מספר מהנדסים כשהם פיתחו אופניים בעלי רמת בטיחות מוגברת.
גלגל יציב עם גירוסקופ מובנה
אחת האפשרויות הייתה התקנת גלגל תנופה נוסף – גירוסקופ – על אותו ציר של הגלגל הקדמי, בתוך השפיצים.
המנגנון מתחיל להסתובב יחד עם הגלגל בתחילת התנועה, ומכיוון שיש לו מסה גדולה, ולכן אינרציה גבוהה, הוא ממשיך להסתובב גם כאשר מהירות האופניים פוחתת משמעותית, מה שמספק יציבות אנכית לאופניים.
להפוך רעיון זה למציאות הצליחה קבוצה של סטודנטים מקולג’ דרטמות’, שקראו לפיתוח שלהם GyroBike. אגב, העיצוב שלהם קיבל רישיון ונכנס לייצור סדרתי, ושם הדגם הראשון הפך למותג של החברה שהקימו לאחר מכן, ושמה “GyroBike”.
אפילו הבדיקות הראשוניות הראו, שרוכבים מתחילים לומדים רכיבה על אופניים כאלה מהר בהרבה. מעבר לכך, אופניים אלה מהווים פתרון מושלם עבור אנשים בעלי מגבלות מסוימות הנובעות מהפרעות במערכת השלד והשרירים.
חיסרון אחד בלבד ניכר – הגירוסקופ מתחיל להסתובב רק בעת תנועת האופניים. האם ניתן להפעיל אותו מראש, למשל, עבור הרוכבים הקטנים ביותר שמתחילים את צעדיהם הראשונים? כמובן שאפשר. בשביל זה נוצרו גלגלי Gyrowheel בעלי גירוסקופ חשמלי מובנה.
הדגם הראשון כלל גלגלים בקוטר 12 אינץ’ לאופני ילדים. עיצובם מאפשר לשלב מנוע חשמלי, מצברים וגלגל תנופה-גירוסקופ מסיבי. המנוע החשמלי מאפשר להפעיל את מערכת הייצוב עוד לפני תחילת התנועה, והעלאת מהירות הסיבוב הזוויתית של הגירוסקופ משפרת את יציבות האופניים משמעותית.
https://www.youtube.com/watch?v=JkOywUxdUlI
ההצלחה של הדגמים הראשונים הייתה כה ניכרת, שהוחלט לייצר גלגלי 16 אינץ’, ואפילו גלגלים לאופניים “סטנדרטיים” של מבוגרים. בנוסף, בתוכניות החברה – שיתוף פעולה עם יצרני אופניים במטרה לייצר דגם אופניים מעוצב בעל בטיחות מוגברת.
לחץ בצמיגי אופניים
איך לבחור צמיגים ומהו הלחץ המומלץ בצמיגי האופניים ? קראו על כך באתר שלנו.אוסף הסרטים הטובים ביותר על מטפסי הרים תוכלו לראות בדף באתר זה . אין צורך לחפש בכל האינטרנט.
ניתן לרגליים לנוח!
אופניים עם מדחף
הרוב המכריע של הדגמים של אופניים משתמשים בכוח השרירים של רגלי הרוכב לתנועה. קיימות גם גרסאות מעניינות שבהן ההנעה מתבצעת באמצעות הידיים, אך הן דומות יותר למכשירי כושר מאשר לכלי תחבורה.
החשיבה ההנדסית תמיד עסקה בשאלה כיצד להקל על חייו של הרוכב ואילו דרכים נוספות ניתן ליישם להנעת התנועה באופניים הקטנים הללו.
על אופניים מותקנים מנועים קומפקטיים בעלי בעירה פנימית. קיימות מגוון רחב של מערכות הנעה חשמלית, כולל מנוע-גלגל .
ישנם גם מפתחים שיוצרים אופניים חשמליים, שבהם האנרגיה הדרושה מגיעה מתאי שמש שמשולבים בגלגלים.
ואם לא לשנות באופן יסודי את מבנה האופניים אלא להאיץ את הרוכב עצמו? בכיוון זה הלכו מפתחי מנועי התרמילים.
האמת היא, שהרעיון הזה נשקל כבר מזמן ויוצרו מתקנים תוצרת בית על ידי חובבים פעמים רבות. אך לפני מספר שנים, חברה אמריקאית בשם PacificWind השיקה לשוק סדרת מנועי תרמיל ייחודיים, שפותחו במיוחד לתנועה על אופניים.
הרעיון מצא חן גם בקרב חובבי גלגיליות, גולשי סקי וסקייטבורדים.
תרמיל Thrustpac
התרמיל קטן בממדיו, אינו רועש במיוחד, ובכל זאת משולבים בו כוח של כוח סוס וחצי. הוא מאפשר לרוכב על האופניים להאיץ, ללא שימוש בדוושות, למהירות של מעל 50 קמ"ש. המדחף, לשם הבטיחות, מוקף במגן שמרופד בחומר רך.
למנוע יש מנגנון שליטה מעניין – כבל גמיש מחובר לכפפה מיוחדת, והרוכב יכול לבחור את מצבי ההפעלה של המנוע פשוט על ידי “תנועה קלה של האצבעות”.
המערכת מאוד חסכונית – בממוצע ליטר וחצי עד שני ליטרים של דלק לכל 100 קילומטרים. משקל התרמיל מסתכם בין 5 ל-8 קילוגרם בלבד, בהתאם לדגם ולעוצמתו.
ישנן גם רעיונות “מטורפים” יותר – התקנת מאיצים רקטיים ניידים על האופניים – אך זה כבר יותר בגדר יצירה ניסיונית ולא מיועד לשימוש יום-יומי.
אופניים חשמליים תוצרת בית האם יש לרעיון אופניים חשמליים תוצרת בית זכות קיום? קראו על כך באתר שלנו.
כל אחד יכול ללמוד לנסוע על הגלגל האחורי ולהדהים את חבריו – אם לא פספס את החומר הזה )
סיפור על סוגים שונים של ספורט אקסטרים הקשורים לקפיצות מגובה רב .
אופניים-דו-חיים
אופניים-דו-חיים
זה לא מיתוס – האופניים לומדים להתגבר על מכשולי מים ומאפשרים לבעליהם לטייל על פני מים רגועים. ולא מדובר רק בניסיונות נועזים, אלא גם בדגם סדרתי.
חברה איטלקית בשם SBK Engineering מהעיר ויג’וואנו החלה לייצר ערכה ההופכת תוך דקות ספורות את האופניים לאופני קטמרן נעים ומוביל את עצמו.
כל הערכה, למעט כמה פרטים שמחוברים באופן קבוע לאופניים, נכנסת בקלות לתוך תרמיל משקל קל של 11 ק"ג בלבד. תהליך המעבר מאופניים יבשתיים לאופניים “שוחים במים” לוקח 10–15 דקות ואינו דורש כלי עבודה מיוחדים.
ההנעה – באמצעות מדחף שמתחבר לגלגל הקדמי ומשמש ליצירת הכוח המניע וגם כדי לשלוט בכיוון של כלי התחבורה הצף.
הרוכב יושב כרגיל על האוכף, מדווש ושולט בכיוון התנועה, בדיוק כמו על היבשה – באמצעות הכידון.
הסיבוב עובר מהדוושות לגלגל האחורי, ומהגלגל דרך חבל מתוח – אל המדחף. אגב, אותו חבל משמש גם בתהליך ההרכבה כדי להפעיל את המכשיר לניפוח שני המצופים שמצורפים לערכה: מספיק לשבת על האופניים כמו על מתקן כושר, והדוושה מנפחת במהירות את שני המצופים.
כושר הנשיאה של הקטמרן שנוצר מגיע עד 125 ק"ג, והוא מסוגל לפתח מהירות של עד 10 קמ"ש – נתון מכובד ביותר למים.
המהנדסים והמעצבים הבלתי נלאים ממשיכים להמציא אופניים חדשים. קשה לנחש אילו שדרוגים נוספים הם מתכננים, אך ברור שעדיין יש להם רעיונות חלוציים רבים.
