Какая ширина покрышки оптимальна для шоссейных велосипедов? Мы протестировали 26- и 30-миллиметровые шины, чтобы выяснить это.
Выбор ширины покрышки всегда был одной из самых горячо обсуждаемых тем в шоссейном велоспорте. Традиционно использовались более узкие покрышки (23 мм или меньше), поскольку они, как правило, легче и, следовательно, воспринимаются как более быстрые. Однако в последнее время наблюдается обратная тенденция. Производители призывают велосипедистов использовать более широкие покрышки (28 мм или больше), утверждая, что они обеспечивают меньшее сопротивление качению и более комфортную езду.

Но какая ширина покрышки лучше всего подходит для шоссейного велосипеда? Шины не могут быть бесконечно широкими, поэтому, чтобы ответить на этот вопрос, авторы провели два теста, в обоих использовались шины Pirelli P-Zero Race TLR двух разных размеров: 700×26 мм и 700×30 мм. Размер 26 мм использовался для представления стандартной, более узкой ширины шины, а размер 30 мм - для представления ширины, которая считается достаточно широкой для дорожных велосипедов. Первый тест проводился в помещении на роликовом тренажере, а второй - на открытом воздухе на треке с различными дорожными условиями для более точной проверки. Хотя испытания в помещении должны дать достоверные данные о разнице в сопротивлении качению между узкими и широкими шинами, также важно оценить совместимость каждого комплекта шин в реальных условиях. В конечном итоге сопротивление качению определяется дорожными условиями.

По нашему опыту, когда речь идет о ширине дорожных шин, необходимо найти баланс между комфортом, сопротивлением качению и аэродинамикой. Например, более широкие шины могут быть более комфортными, но при этом придется пожертвовать небольшим аэродинамическим преимуществом. Точный баланс зависит от вашего велосипеда и стиля езды, но я предложу несколько вариантов, которые подойдут именно вам.

Тестирование роликового тренажера в помещении
Из-за множества переменных факторов на открытом воздухе, таких как ветер и частые старты, проведение тестирования в реальных условиях может оказаться не самым лучшим вариантом. Катание в помещении на крытом роликовом тренажере обеспечивает более контролируемую среду, позволяя лучше проверить конкретные переменные.

Тестирование роликового тренажера в помещении Часть 1: Ширина покрышки
Тест очень прост. Берутся два комплекта шин разной ширины и катаются на роликах с фиксированной скоростью в течение фиксированных интервалов времени. Затем фиксируется мощность, необходимая для поддержания этой скорости. Все остальное - велосипед, колеса, положение водителя и т.д. - остается неизменным, а давление в шинах каждый раз одинаковое: и 26-мм, и 30-мм шины накачиваются до 90 фунтов на квадратный дюйм. Если одна ширина быстрее другой, то для поддержания заданной скорости ей требуется меньшая мощность. Отсюда можно сделать вывод, что эта ширина создает меньшее сопротивление качению.

В этом тесте целевая скорость составляла 40 км/ч, а интервалы - 5 минут. Перед каждым интервалом теста я выполнял 5-минутный прогрев на средней скорости 10 км/ч, чтобы привести все элементы системы к постоянной рабочей температуре. Каждое испытание повторялось дважды, и для обеспечения стабильности бралось среднее значение.

Важно понимать, что этот тест не полностью повторяет реальную езду, так как поверхность ролика гораздо более гладкая, чем любая дорога. Кроме того, шина деформируется на ролике несколько иначе, чем на дорожном покрытии, поскольку меньший диаметр ролика усиливает эту деформацию. Тем не менее, это проверенный метод контроля переменных при испытаниях.

Все испытания проводились на шоссейном велосипеде ICAN Carbon Road FL1, оснащенном UCI Lightweight Carbon Disc Gravel/Road wheelset (40C-UL). Как уже упоминалось ранее, для тестирования использовались шины Pirelli P-Zero Race TLR размером 700×26 мм и 700×30 мм. Конструкция и резина были идентичны, единственное отличие - ширина покрышки. Несмотря на то, что эти шины являются бескамерными, они были протестированы с бутиловыми внутренними трубами для удобства замены покрышки. Это привело к небольшому увеличению сопротивления качению по сравнению с бескамерными, но разница между двумя колесами не была заметна. Мощность регистрировалась с помощью набора педалей, откалиброванных в начале теста.

Заключение

Для езды со скоростью 40 км/ч на роликовом тренажере с покрышкой 30 мм требуется средняя мощность 152 Вт, а для езды со скоростью 40 км/ч с покрышкой 26 мм - 166 Вт, то есть разница составляет 14 Вт. Если не учитывать аэродинамику и приложить одинаковое давление на абсолютно гладкой поверхности, то более широкие шины будут значительно быстрее узких.

Это объясняется тем, что при одинаковом давлении более широкие шины имеют большее натяжение стенок и более короткое и широкое пятно контакта. Первый фактор означает, что меньше энергии теряется на изгиб шины, а второй снижает сопротивление качению, поскольку более короткое и широкое пятно контакта уменьшает потери на трение.
В этом тесте упущен ключевой момент: при реальной езде давление в шинах играет важную роль.

Испытание роликового тренажера в помещении Часть 2: Ширина и давление в шинах
При использовании более широких шин в реальных условиях мы обычно не накачиваем их до того же давления, что и узкие шины. Это приводит к большему напряжению в широкой шине, делая ее более жесткой и неудобной, чем узкая шина. 30-миллиметровая покрышка, накачанная до 90 фунтов на квадратный дюйм, как вы можете себе представить, довольно жесткая. Одним из преимуществ использования более широких шин является то, что они должны быть более комфортными, но если давление в шинах слишком высокое, то мы не сможем воспользоваться этим преимуществом в реальном мире.

На очень гладких поверхностях, таких как ролики или трек, более высокое давление и натяжение шин снижают сопротивление качению, поскольку меньше энергии теряется при деформации и уменьшается пятно контакта. Однако в реальном мире, где дороги не такие гладкие, широкие шины требуют меньшего давления, чем узкие, потому что мы хотим, чтобы каркас шины деформировался и поглощал дорожные вибрации. Если мы перекачаем шины, мотоцикл будет ездить по этим дорожным несовершенствам, что в конечном итоге приведет к снижению сцепления и скорости.

Поэтому во второй части роликового теста мы регулируем давление в шинах в зависимости от их размера. Это означает более низкое давление для широких шин и более высокое давление для узких шин. Это не только более точно отражает реальные условия эксплуатации, но и нивелирует преимущество в сопротивлении качению за счет повышенного натяжения более широких шин.

Согласно рекомендациям Pirelli, при весе около 64 кг я должен использовать 26-миллиметровые шины при давлении 83 psi и 30-миллиметровые шины при давлении 65 psi, что мы и проверили в этой части теста.

Заключение

При рекомендованном давлении 30-миллиметровая покрышка требует средней мощности 170 Вт, а 26-миллиметровая - 165 Вт. Теперь все изменилось, и на абсолютно гладкой поверхности, без учета аэродинамики, 26-миллиметровая покрышка имеет преимущество в 5 ватт.
Почему же узкие шины вдруг оказывают меньшее сопротивление качению, чем широкие? Опять же, это связано с напряжением деформации и давлением в шине. 26-миллиметровая покрышка, накачанная до 83 фунтов на квадратный дюйм, прогибается значительно меньше, а значит, имеет меньший контакт с катком, чем 30-миллиметровая покрышка при давлении 65 фунтов на квадратный дюйм. Это также означает, что 30-миллиметровая покрышка сильнее сжимается под весом велосипеда и моего тела, увеличивая потери на деформацию и увеличивая размер пятна контакта. Если мы точно отрегулируем давление в шине для каждого размера, чтобы получить одинаковое напряжение деформации или жесткость, сопротивление качению, скорее всего, будет одинаковым.

Заключение по роликовому тесту
В заключение можно сказать, что наши роликовые тесты показали, что при одинаковом давлении в шинах более широкие шины создают меньшее сопротивление качению, чем узкие. Однако, как только мы настраиваем давление в шинах для реальной езды, это преимущество исчезает. Реальная езда важна, потому что именно так мы используем наши велосипеды, поэтому выбор оптимальной ширины шин по-прежнему требует тщательного рассмотрения.

А как насчет езды по настоящим дорогам?
Большинство людей предпочитают ездить по реальным дорогам, поэтому очевидно, что тест на роликах не расскажет всей истории. Хотя тест на роликах может и не показать существенной разницы, опыт подсказывает нам, что более широкие шины могут улучшить комфорт и снизить потери кинетической энергии, вызванные аэродинамикой на неровных поверхностях.

Поглощение и контроль вибрации
На реальных дорогах дорожные шины должны работать как амортизаторы, поглощая вибрации от дороги, а не отскакивая от нее. Это помогает поддерживать скорость, обеспечивает комфорт и сцепление с дорогой. Чтобы добиться этого, давление в шинах следует снижать по мере того, как дорога становится все более неровной. Однако на очень неровных поверхностях слишком узкая шина может не иметь достаточного объема для поглощения крупных неровностей и с большой вероятностью завалится на обод. Например, если вы наедете на выбоину, шина может оказаться зажатой между ободом и препятствием, что может привести к разрыву и повреждению как шины, так и обода.

Эта проблема усугубляется для более тяжелых велосипедистов и велосипедов, поскольку они оказывают большее давление на шину. Учитывая это, Pirelli рекомендует, например, велосипедистам весом более 96 кг (или суммарным весом велосипедиста и велосипеда такого размера) избегать использования покрышек размером менее 700 x 25 мм.

Аэродинамика
С другой стороны, на хороших дорогах, где гашение вибраций не столь критично, более узкие шины могут дать небольшое аэродинамическое преимущество за счет небольшого уменьшения площади лобовой части, подверженной воздействию ветра. Многие современные шоссейные велосипеды и колеса разработаны для достижения наименьшего сопротивления при использовании 25-миллиметровой покрышки. Как правило, внешняя ширина обода должна быть немного больше ширины покрышки. Однако это может быть актуально только для тех, кто участвует в соревнованиях на время или в шоссейных гонках по хорошим дорогам.

В общем, главное - найти покрышку, которая обеспечит вам оптимальный баланс между гашением вибраций, сцеплением и аэродинамикой. Если вы едете медленно по неровным дорогам, приоритетами будут гашение вибраций и сцепление с дорогой, что означает выбор более широкой покрышки. С другой стороны, если вы едете на высоких скоростях по гладким поверхностям, небольшое аэродинамическое преимущество более узкой шины может быть оправдано.

Впечатления в реальном мире
Хотя данные роликов указывают на разницу в сопротивлении качению между шинами в контролируемых условиях, для большинства людей важнее всего производительность на реальных дорогах. Чтобы получить более субъективные впечатления, мы также протестировали обе модели шин на 2,7-километровой петле к югу от Бристоля, которая отличается разнообразием поверхностей. В этой петле ловко сочетаются свежезаасфальтированный подъем, типичная "нормальная" британская дорога, несовершенный спуск и короткая, ровная, почти полностью разбитая дорога между ними.
Для этого теста я использовал давление в шинах, соответствующее рекомендациям Pirelli: 83psi для 26-миллиметровой шины и 65psi для 30-миллиметровой шины для моего веса. Хотя мы могли бы попытаться собрать некоторые данные, измерив время, проведенное на заданной средней мощности, этот тест проводился на открытых дорогах, что затрудняет исключение влияния переменных параметров водителя и окружающей среды. Например, скорость ветра, трафик, индивидуальные особенности торможения и выбора линии движения - все это может исказить данные и внести существенные погрешности.

Таким образом, целью этого теста было не собрать данные, а получить представление о том, как каждая ширина шин ведет себя в реальных условиях.

Выводы по реальной езде
Как и ожидалось, на гладком асфальте разница между двумя ширинами шин была минимальной. На хороших дорогах увеличенный объем шины 700×30 мм по сравнению с шиной 700×26 мм не оказал заметного влияния на комфорт, но мы знаем, что есть небольшой аэродинамический штраф.

Как только дорога стала более грубой, преимущества более широких шин в плане комфорта и сцепления с дорогой стали очень очевидны. Даже на "обычных" британских дорогах более широкая шина была заметно комфортнее. Кроме того, дополнительное сцепление более широкой шины с дорогой придавало уверенности, когда поверхность становилась неровной. Особенно это было заметно на спусках, где более широкая шина давала больше ощущения стабильности.

Важно отметить, что, хотя узкие шины могут чувствовать себя быстро на неровной дороге, высокочастотные вибрации, которые мы испытали, были весьма неприятными. Как уже говорилось в нашем руководстве по давлению в шинах, более широкие шины при более низком давлении могут способствовать более частому контакту шины с дорогой, тем самым снижая сопротивление качению.

Как же добиться меньшего сопротивления качению?

Это сложная тема, но сопротивление качению, которое создает шина, во многом зависит от ее конструкции и состава резины. В целом, легкие шины с более тонкой и мягкой резиной обычно быстрее, чем более тяжелые, толстые и жесткие шины с такими свойствами, как защита от проколов - вы можете почувствовать разницу между летними и зимними шинами. Как вы уже догадались, дорожные шины - это почти всегда компромисс между скоростью и долговечностью. Лучший выбор зависит от вашего стиля езды. Тонкие, легкие шины подходят для соревнований на время по идеальным дорогам, но могут не подойти для незапланированных поездок или длительного катания по местным гравийным тропам.

Какую ширину шин следует использовать?

Роликовые испытания показывают, что при одинаковом давлении широкие шины имеют преимущество в сопротивлении качению перед узкими. Однако это преимущество исчезает, как только вы выезжаете в реальный мир. В реальном мире ответ на вопрос "Быстрее ли широкие шины?" более тонкий. Хотя широкие шины не создают меньшего сопротивления качению, чем узкие, после нормализации натяжения они также не должны катиться медленнее. Кроме того, более широкие шины могут быть более комфортными и обеспечивать лучшее сцепление с дорогой. Более комфортный и внушающий уверенность велосипед может быть и более быстрым в целом, в зависимости от местности.

Таким образом, ширина покрышки может быть выбрана на основе других критериев, таких как требования к амортизации, сцепление с дорогой и аэродинамика. В конечном итоге вам нужно взвесить, чего вы хотите добиться от своего велосипеда.

Если ваш велосипед имеет достаточный клиренс, мы обычно рекомендуем шины 28 мм - компромиссный вариант, позволяющий найти баланс между всеми этими характеристиками.

Если вы участвуете в гонках по хорошим дорогам или в соревнованиях на время, немного более узкая 25-миллиметровая покрышка может дать небольшое аэродинамическое преимущество на высоких скоростях. Однако если вы участвуете в гонках по более грубым дорогам, лучше использовать более широкую покрышку.

Если вы часто катаетесь по особо неровным поверхностям или хотите проехать по гравию, 30-миллиметровая (или более крупная) покрышка может обеспечить больший комфорт, сцепление и управляемость без ущерба для сопротивления качению.