看看重新设计自行车轮子的技术进步
讨论自行车车轮设计的技术进步。
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成绩单
车轮绝不是一个简单的旋转物体，车轮的各个组成部分结合在一起会影响重量，空气动力学，以及自行车的整体性能。随着时间的推移，技术、材料和测试的变化意味着科学——以及那些处于自行车制造前沿的人——从未停止过重新发明车轮。
BRIEUC CRETOUX:车轮是自行车和地面之间的关键元素，尤其是轮胎。
BEN SPURRIER:车轮的组成部分是轮辋，辐条乳头，辐条和在中心的轮毂。在他们各自的部分，他们一点都不强壮。一旦它们被捆绑成自行车车轮的图案，它们就会成为一个真正强大的、有凝聚力的单元。
第一个轮子是木制的。第二代车轮是钢制的，但超重。下一步是铝的整合。但铝的一些特性可能会让制造轮毂变得有趣。但是举例来说，我们花了好几年才做成铝辐条。
辐条的演变从木质和铁制车轮的支柱到在拉力下的辐条也是一个重要的发展。法国人尤金·迈耶在1869年发明了钢丝辐条张力轮，用于高轮自行车。在张力作用下使用这种辐条的车轮更轻，并且给驾驶者带来更大的舒适感。
罗杰•哈蒙德:车轮已经发生了不可估量的变化。我是说，好吧，它们还是圆的。差不多就是这样。当我第一次开始，他们几乎是什么，我们过去称为盒子节铝轮辋32辐条，一般。后来，碳纤维开始进入市场，最初用于车架。一旦他们发展到一定程度，它就被引入了车轮技术。
斯普里尔:碳纤维是最轻的材料，你可以建立一个轮辋，同时保持所有必要的强度。
莱特内特:所有这些材料都带来了进化，带来了有趣的方面，但就特性而言，每一种都有好的一面和坏的一面。它可以用于某些部件，但不能用于所有部件，以制作完整的轮对。
说到特点，早期的钢很结实，但是很重，铝更轻，是做轮毂的好材料，但是技术上更有挑战性当用来做辐条的时候，因为它弯曲时会开裂。碳纤维很轻，可以用来制作非常发达的形状，但价格昂贵，在耐用性方面是一种妥协。了解每个车轮在自行车上单独和集体发挥的作用，以及参与性能的力量在车轮的进化中至关重要。
斯普里尔:自行车的前轮和后轮通常以不同的方式构造，因为它们有不同的功能。
CRETOUX:如果你提高了前轮的性能，你就会提高整个自行车的性能。
斯普里尔:后轮是用来推动自行车前进的，后轮有一个由轮毂产生的旋转力，显然是链条绕着齿轮转动的地方。所以你从车轮中心产生了一个扭曲的运动，与此同时，后轮承受了骑手的重量，所以它必须在不同的方面变得更强。自行车的前轮在转向和制动时要处理不同的扭转力，但它不需要承担那么多的自行车重量，所以它可以更轻。
旁白:减轻重量来制造更轻的车轮成为车轮部件生产和整体设计的重点。随着时间的推移，这种关注将导致引入适应其他行业使用的重要新材料。
斯普里尔:当你减少旋转质量的重量时，它的效果是减少静态质量重量的四倍。重量轻的轮辋比重量重的轮辋加速更快，所以你需要重量轻的部件来组成轮辋。唯一的缺点是对力量的妥协。
轮子里有两个重物，轮子本身，质量和旋转质量。你也可以有一个超轻的车轮组，当你上坡时骑起来会很有趣，但当你在一个平坦的地面上时，你需要非常有规律地踩踏板来保持动量，因为没有惯性。
斯普瑞尔:如果你以所谓的径向模式将一个轮子绑在一起，让它们像我手上的手指一样扇形展开，没有两个辐条交叉在一起，你最终会创造出一个更硬更轻的轮子。许多轮子以这样一种方式绑在一起，我们的辐条有效地相互交错。一个辐条将处于压缩状态，而另一个则处于张力状态，这将有助于将力均匀地分布在整个车轮上。
列内特:所有这些都必须考虑。最后，车轮也变得价格实惠，而且好用。
在自行车设计中引入轻质碳纤维，伴随着新的测试和科学知识，彻底改变了这项运动。空气动力学在车轮的设计中变得至关重要。
LETHENET:空气动力学早就在我们的脑海中了。在过去15年里，这一趋势有所加快。
哈蒙德:首先阻碍空气的是你的前轮，当然，前轮对空气动力学非常重要。
阻力是空气对车手的作用力。为了有一个良好的气动系统，阻力必须越低越好。
莱特内特:你以克为单位计算阻力。有时是2 3克。你要一步一步地改进，这需要很长时间。大量的手段，大量的知识，大量的研究。
克雷图克斯:你有两种不同的方法来研究空气动力学。你们有CFD，这是计算流体动力学。假设你在电脑上工作。另一种方法是风洞。对我们来说，这是最简单的方法，因为在风洞里，你放一个原型，你可以精确地测量——你可以测量阻力。
LETHENET:所以我们可以预先研究车轮组，以确定我们需要多少条辐条来吸收这种变形和压力，以及轮辋壁的厚度，以及我们要放入多少个孔和哪个角度。
CRETOUX:为了减少阻力，我们正在工作和边缘的形状。所以这个形状已经被优化以减少阻力。我们还集成了轮胎。我们在轮胎上有一个结构，这个结构对减少阻力非常重要。最后一个元素是刀片。你可以看到，这是轮辋和轮胎之间的连接。所以当气流过来的时候，你会有一个非常光滑的表面，非常连续。
莱特内特:我们一年中可以在风洞里呆上400个小时，来验证一些东西，并改变原型，以达到我们想要达到的目标。当基本的安全问题得到解决后，我们也会把这些原型交给最终用户。所以从最开始，从一个想法到自行车上的最终产品，你可能需要一年半到三四年的时间。这取决于你在车轮组中有多少创新。
斯普里尔:近年来取得和发展的一项技术进步是表面纹理。就像高尔夫球表面有凹槽以吸收空气一样，自行车车轮现在也开始整合这项技术。如果你观察一些轮子，它们的表面会有非常浅的酒窝。没有什么比空气对空气更符合空气动力学或更滑的了。
重量和空气动力学都考虑到了车轮的设计，最终的定义标准将取决于最终用户和车轮将被使用的事件。
莱特内特:我们根据需要定义标准，如果它的首要任务是重量，或空气动力学，或成本。
哈蒙德:你必须看事件本身。你必须考虑天气状况，你必须问车手他们喜欢什么样的感觉。这就是车轮的最终选择。
那么自行车车轮技术和设计的未来会怎样呢?
哈蒙德:现在，我们实际上又回到了车轮空气动力学的一个完整的循环，说稍微增加轮辋的宽度，但有一个非常小的轮辋轮廓在现实世界的情况下比原来的深截面轮辋更有活力，实际上是10年前推出的。
CRETOUX:我们可以减少，仍然可以减少自行车、车轮和其他部件的阻力。我认为在未来，我们会看到轮胎的改进，以及轮胎和车轮之间的融合。
LETHENET:下一代的自行车部件可能是在寻找新材料。但车轮将保持圆形，你仍然需要踩踏板才能跑得快。
BRIEUC CRETOUX:车轮是自行车和地面之间的关键元素，尤其是轮胎。
BEN SPURRIER:车轮的组成部分是轮辋，辐条乳头，辐条和在中心的轮毂。在他们各自的部分，他们一点都不强壮。一旦它们被捆绑成自行车车轮的图案，它们就会成为一个真正强大的、有凝聚力的单元。
第一个轮子是木制的。第二代车轮是钢制的，但超重。下一步是铝的整合。但铝的一些特性可能会让制造轮毂变得有趣。但是举例来说，我们花了好几年才做成铝辐条。
辐条的演变从木质和铁制车轮的支柱到在拉力下的辐条也是一个重要的发展。法国人尤金·迈耶在1869年发明了钢丝辐条张力轮，用于高轮自行车。在张力作用下使用这种辐条的车轮更轻，并且给驾驶者带来更大的舒适感。
罗杰•哈蒙德:车轮已经发生了不可估量的变化。我是说，好吧，它们还是圆的。差不多就是这样。当我第一次开始，他们几乎是什么，我们过去称为盒子节铝轮辋32辐条，一般。后来，碳纤维开始进入市场，最初用于车架。一旦他们发展到一定程度，它就被引入了车轮技术。
斯普里尔:碳纤维是最轻的材料，你可以建立一个轮辋，同时保持所有必要的强度。
莱特内特:所有这些材料都带来了进化，带来了有趣的方面，但就特性而言，每一种都有好的一面和坏的一面。它可以用于某些部件，但不能用于所有部件，以制作完整的轮对。
说到特点，早期的钢很结实，但是很重，铝更轻，是做轮毂的好材料，但是技术上更有挑战性当用来做辐条的时候，因为它弯曲时会开裂。碳纤维很轻，可以用来制作非常发达的形状，但价格昂贵，在耐用性方面是一种妥协。了解每个车轮在自行车上单独和集体发挥的作用，以及参与性能的力量在车轮的进化中至关重要。
斯普里尔:自行车的前轮和后轮通常以不同的方式构造，因为它们有不同的功能。
CRETOUX:如果你提高了前轮的性能，你就会提高整个自行车的性能。
斯普里尔:后轮是用来推动自行车前进的，后轮有一个由轮毂产生的旋转力，显然是链条绕着齿轮转动的地方。所以你从车轮中心产生了一个扭曲的运动，与此同时，后轮承受了骑手的重量，所以它必须在不同的方面变得更强。自行车的前轮在转向和制动时要处理不同的扭转力，但它不需要承担那么多的自行车重量，所以它可以更轻。
旁白:减轻重量来制造更轻的车轮成为车轮部件生产和整体设计的重点。随着时间的推移，这种关注将导致引入适应其他行业使用的重要新材料。
斯普里尔:当你减少旋转质量的重量时，它的效果是减少静态质量重量的四倍。重量轻的轮辋比重量重的轮辋加速更快，所以你需要重量轻的部件来组成轮辋。唯一的缺点是对力量的妥协。
轮子里有两个重物，轮子本身，质量和旋转质量。你也可以有一个超轻的车轮组，当你上坡时骑起来会很有趣，但当你在一个平坦的地面上时，你需要非常有规律地踩踏板来保持动量，因为没有惯性。
斯普瑞尔:如果你以所谓的径向模式将一个轮子绑在一起，让它们像我手上的手指一样扇形展开，没有两个辐条交叉在一起，你最终会创造出一个更硬更轻的轮子。许多轮子以这样一种方式绑在一起，我们的辐条有效地相互交错。一个辐条将处于压缩状态，而另一个则处于张力状态，这将有助于将力均匀地分布在整个车轮上。
列内特:所有这些都必须考虑。最后，车轮也变得价格实惠，而且好用。
在自行车设计中引入轻质碳纤维，伴随着新的测试和科学知识，彻底改变了这项运动。空气动力学在车轮的设计中变得至关重要。
LETHENET:空气动力学早就在我们的脑海中了。在过去15年里，这一趋势有所加快。
哈蒙德:首先阻碍空气的是你的前轮，当然，前轮对空气动力学非常重要。
阻力是空气对车手的作用力。为了有一个良好的气动系统，阻力必须越低越好。
莱特内特:你以克为单位计算阻力。有时是2 3克。你要一步一步地改进，这需要很长时间。大量的手段，大量的知识，大量的研究。
克雷图克斯:你有两种不同的方法来研究空气动力学。你们有CFD，这是计算流体动力学。假设你在电脑上工作。另一种方法是风洞。对我们来说，这是最简单的方法，因为在风洞里，你放一个原型，你可以精确地测量——你可以测量阻力。
LETHENET:所以我们可以预先研究车轮组，以确定我们需要多少条辐条来吸收这种变形和压力，以及轮辋壁的厚度，以及我们要放入多少个孔和哪个角度。
CRETOUX:为了减少阻力，我们正在工作和边缘的形状。所以这个形状已经被优化以减少阻力。我们还集成了轮胎。我们在轮胎上有一个结构，这个结构对减少阻力非常重要。最后一个元素是刀片。你可以看到，这是轮辋和轮胎之间的连接。所以当气流过来的时候，你会有一个非常光滑的表面，非常连续。
莱特内特:我们一年中可以在风洞里呆上400个小时，来验证一些东西，并改变原型，以达到我们想要达到的目标。当基本的安全问题得到解决后，我们也会把这些原型交给最终用户。所以从最开始，从一个想法到自行车上的最终产品，你可能需要一年半到三四年的时间。这取决于你在车轮组中有多少创新。
斯普里尔:近年来取得和发展的一项技术进步是表面纹理。就像高尔夫球表面有凹槽以吸收空气一样，自行车车轮现在也开始整合这项技术。如果你观察一些轮子，它们的表面会有非常浅的酒窝。没有什么比空气对空气更符合空气动力学或更滑的了。
重量和空气动力学都考虑到了车轮的设计，最终的定义标准将取决于最终用户和车轮将被使用的事件。
莱特内特:我们根据需要定义标准，如果它的首要任务是重量，或空气动力学，或成本。
哈蒙德:你必须看事件本身。你必须考虑天气状况，你必须问车手他们喜欢什么样的感觉。这就是车轮的最终选择。
那么自行车车轮技术和设计的未来会怎样呢?
哈蒙德:现在，我们实际上又回到了车轮空气动力学的一个完整的循环，说稍微增加轮辋的宽度，但有一个非常小的轮辋轮廓在现实世界的情况下比原来的深截面轮辋更有活力，实际上是10年前推出的。
CRETOUX:我们可以减少，仍然可以减少自行车、车轮和其他部件的阻力。我认为在未来，我们会看到轮胎的改进，以及轮胎和车轮之间的融合。
LETHENET:下一代的自行车部件可能是在寻找新材料。但车轮将保持圆形，你仍然需要踩踏板才能跑得快。