Cách các kỹ sư và nhà thiết kế không ngừng thúc đẩy các quy tắc để mang đến cho chúng ta những chiếc xe đạp trong tương lai
Để hiểu được tương lai, trước tiên bạn phải biết quá khứ. Đó là một ý tưởng đã xảy ra với nhiều triết gia vĩ đại qua nhiều thời đại, từ Khổng Tử đến Santayana và mặc dù họ có thể không nói cụ thể về xe đạp, nhưng chúng tôi sẽ cố gắng lưu ý đến sự thông thái của họ.
Rốt cuộc, 'xe đạp an toàn' được điều khiển bằng xích, có khung kim cương được phát minh vào cuối những năm 1880, và mặc dù có những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ kể từ đó, những chiếc xe đạp chúng ta đi ngày nay trông không khác mấy so với được lái bởi những người đi xe đạp của 130 năm trước.
Không có gì bí mật khi hầu hết các công nghệ tiên tiến mà chúng tôi sử dụng trên xe đạp đường trường ngày nay đều được thử nghiệm trên đường đua chuyên nghiệp trước khi chúng tôi có cơ hội mua nó.
Bàn đạp không kẹp
Trở lại năm 1985, Bernard Hinault đã làm một phần của mình để đảm bảo sự phổ biến lâu dài của bàn đạp không kẹp bằng cách trở thành tay đua đầu tiên giành chiến thắng ở Tour de France bằng cách sử dụng chúng.
Và sau vài năm phát triển, bộ groupset điện tử Di2 của Shimano đã ra mắt lần đầu tiên trong peloton vào năm 2009, được sử dụng bởi ba đội tại Tour of California.
Thật không may, một trong những rào cản lớn nhất để công nghệ đạp xe tiếp cận thị trường rộng lớn hơn là chính tổ chức chịu trách nhiệm thúc đẩy sự tiến bộ của nó: cơ quan quản lý quốc tế của môn thể thao này.
Các Quy định Kỹ thuật mở rộng của Union Cycliste International (UCI) chi phối mọi chi tiết cuối cùng của thiết kế khung, linh kiện, phụ kiện và quần áo của xe đạp.
Nhiều hạn chế trong số này được hướng dẫn bởi Điều lệ Lugano của UCI được ban hành vào tháng 10 năm 1996, đặt ra triết lý rằng 'xe đạp là một hiện tượng lịch sử, và chính lịch sử này là nền tảng cho toàn bộ nền văn hóa đằng sau đối tượng kỹ thuật'.
Mục đích của điều lệ là ngăn những tay đua tiếp cận với công nghệ tiên tiến nhất giành được lợi thế không công bằng so với các đối thủ của họ.
Tác động của nó được cảm nhận rõ ràng nhất trên đường đua, trong trận chiến giành kỷ lục Hour, nơi các bộ đồ da và bánh xe đĩa rắn khí động học lần đầu tiên được Francesco Moser tiên phong vào năm 1984.
Năm 1994, Graeme Obree đã phá kỷ lục về chiếc xe đạp tự chế với tư thế cưỡi ‘bọ ngựa cầu nguyện’ rất độc đáo.
Sau đó, Chris Boardman đã nâng số tiền đặt cược lên chiếc Lotus 110 ở tuổi không gian của mình, một phiên bản cập nhật của Lotus 108 mà anh ấy đã sử dụng để giành huy chương vàng tại Thế vận hội Barcelona năm 1992.
Khung liền khối bằng tàu bay mang tính cách mạng của nó với tư thế ngồi duỗi thẳng được phát triển bởi một nhà chế tạo khung người Anh có tư duy tiến bộ tên là Mike Burrows, được hỗ trợ bởi nhà sản xuất xe thể thao của Anh Lotus.
Nỗ lực tốt nhất của con người
Năm 1997, lo ngại rằng những chiếc xe đạp đang trở thành câu chuyện hơn là những tay đua, UCI đã sửa đổi các quy tắc của mình, phân loại lại kỷ lục của Boardman là 'Nỗ lực Con người Tốt nhất', nhấn mạnh rằng kỷ lục Giờ chính thức chỉ có thể được thiết lập trên một chiếc xe đạp giống với cái được Eddy Merckx sử dụng vào năm 1972.
Trong quá trình đó, họ đã thúc đẩy sự phát triển xe đạp trong hơn 20 năm.
Cùng thời điểm với Boardman’s Lotus, Burrows luôn đổi mới cũng đang thiết kế chiếc xe đạp đua Giant TCR nguyên bản.
Khung nhỏ gọn với ống trên dốc của nó là một cuộc cách mạng, mang đến cho chiếc xe độ cứng đáng kinh ngạc và trọng lượng thấp, và nhiều ý tưởng của nó đã được áp dụng bởi ngành công nghiệp rộng lớn hơn.
Nhưng Burrows đã bỏ lại công việc kinh doanh xe đạp đường bộ vào năm 2000, cảm thấy ngột ngạt bởi những quy tắc hạn chế của nó.
‘UCI đã ngăn tôi chế tạo những chiếc xe đạp tốt hơn,’ anh ấy nói với Cyclist vào năm 2013. “Các quy tắc đang bị đình trệ cho đến khi ai đó làm nổ tung UCI. Tất cả những gì mà các nhà thiết kế xe đạp có thể làm là xoay quanh các góc cạnh.’
Đây không phải là lần đầu tiên cơ quan quản lý của môn thể thao can thiệp vào sự tiến bộ theo cách này.
Trở lại tháng 4 năm 1934, một thay đổi quy tắc khác đã cấm xe đạp nằm nghiêng khỏi tất cả các cuộc thi.
Với vị trí ngồi có thể ngả ra sau, ngả lưng giúp người lái giảm diện tích phía trước, khiến họ trở nên khí động học hơn.
Những chiếc nằm nghiêng đầu tiên được nhà chế tạo ô tô người Pháp Charles Mochet tiên phong vào những năm đầu của thế kỷ 20 - sáng tạo ban đầu của ông là một chiếc xe bốn bánh, hai chỗ ngồi trông giống như một chiếc ô tô chạy bằng bàn đạp.
Nó được chứng minh không chỉ thoải mái hơn mà còn nhanh hơn đáng kể so với những chiếc xe đạp thẳng đứng thông thường vào thời đó.
Cũng khó lái xe ở tốc độ cao, vì vậy Mochet đã phát triển một phiên bản hai bánh có tên là Velocar.
Điều này sớm được chứng minh là bất khả chiến bại trong các cuộc đua, với việc Francis Fauré phá kỷ lục Giờ vào năm 1933 mặc dù là một tay đua có khả năng trung bình rõ rệt, và chính điều này đã khiến UCI đưa ra các quy tắc nghiêm ngặt xác định hình dạng của xe đạp. năm sau.
Trong số các tuyên bố của hãng là giá đỡ phía dưới phải cao hơn mặt đất 24-30cm, mặt trước của yên không được quá 12cm sau giá đỡ phía dưới và khoảng cách từ giá đỡ phía dưới đến trục bánh trước. là 58-75cm.
Điều này đã hạn chế hiệu quả hình dạng của xe đạp đối với khung kim cương tiêu chuẩn mà chúng ta vẫn nhận ra ngày nay.
Không còn được công nhận là xe đạp, xe nằm nghiêng đã được phân loại lại thành 'Phương tiện chạy bằng sức người' (HPV), nhưng trong khi chúng bị cấm tham gia các cuộc đua chính thức, những người đam mê nghiệp dư vẫn tiếp tục phát triển HPV, thiết lập kỷ lục ngày càng nhanh hơn bằng cách sử dụng máy có đầy đủ hệ thống trợ lực vì những lợi ích khí động học thậm chí còn lớn hơn.
Mặc dù không có được danh hiệu cao của những người chuyên nghiệp đua xe đạp thẳng đứng thông thường, nhưng cảnh tượng HPV vẫn rất tích cực cho đến ngày nay.
Tham gia trận chiến
Hàng năm, những người đam mê từ khắp nơi trên thế giới tụ tập tại Battle Mountain ở Nevada để tham gia Cuộc thi Tốc độ do Con người sử dụng Sức mạnh Thế giới hàng năm, được tổ chức trên một con đường sa mạc dài, thẳng, bằng phẳng bên ngoài thị trấn.
Sau khi từ bỏ những trận chiến liên tục chống lại UCI và đánh bại thế giới của những chiếc xe đạp thông thường, cựu kỷ lục gia của Giờ, Graeme Obree đã đến Battle Mountain vào năm 2013 với tác phẩm xây dựng tại nhà của mình, The Beastie, để tự chế cố gắng lập kỷ lục tốc độ trên cạn, do con người cung cấp.
Một bộ phim ghi lại nỗ lực của anh ấy, Battle Mountain: The Graeme Obree Story, đã được phát hành vào năm ngoái. Có lẽ không có gì đáng ngạc nhiên khi Burrows, người đã từng là thành viên của nhóm đảm nhận Obree, là một người rất tin tưởng vào lợi ích của HPV và là người sáng lập Câu lạc bộ Nhân lực Anh (bhpc.org.uk).
Trong khi các quy tắc của UCI ngăn cản một số ý tưởng kỳ quặc hơn của các nhà thiết kế xe đạp trở thành hiện thực, những bộ não của thế giới xe đạp vẫn không ngừng tìm kiếm những cách thức mới để đẩy các quy tắc đến giới hạn của chúng.
Ngay cả trước sự cạnh tranh của Obree và Boardman, các tay đua khác đã tạo ra bước đột phá mới về khí động học tại đấu trường lớn hơn của Tour de France - không ít tay đua người Mỹ Greg LeMond.
Vào chủ nhật ngày 23 tháng 7 năm 1989, trên chặng cuối cùng của Tour năm đó, LeMond về nhì đã gây ra cú sốc và phẫn nộ khi lật ngược khoảng cách 50 giây trước người dẫn đầu cuộc đua Laurent Fignon, giành chiếc áo vàng chỉ 8 giây.
Chìa khóa thành công của anh ấy là các thanh aero clip-on Scott gắn phía trước xe đạp của anh ấy - Kỹ sư Charley French của Scott tuyên bố rằng họ đã tiết kiệm được 90 giây trong quá trình thử nghiệm thời gian 40km.
Bất chấp những lời càu nhàu vào thời điểm đó, các thanh aero bar kể từ đó đã trở thành vật cố định trên những chiếc xe đạp thử thời gian.
Tất nhiên, không phải tất cả các ý tưởng mang tính cách mạng trong môn đua xe đạp đều có thể đạt được chiến thắng trong các cuộc đua. Năm 1986, nhà chế tạo khung người Ý Ernesto Colnago, cộng tác với Enzo Ferrari, đã tạo ra một trong những chiếc xe đạp đường bằng sợi carbon đầu tiên trên thế giới, được gọi là Concept.
Chất liệu khung sang một bên, một trong những tính năng sáng tạo nhất của nó là hộp số bên trong bảy cấp được tích hợp trong bộ quây.
Bánh răng nặng
Được vận hành bằng cần số được tích hợp vào ống xuống, nghe có vẻ hấp dẫn cho đến khi bạn phát hiện ra rằng nó đã tăng thêm 5,3kg vào trọng lượng của xe đạp, tổng cộng là 13kg. Chi phí xây dựng và phát triển cũng đảm bảo rằng nó sẽ không bao giờ có giá trị thương mại.
Tuy nhiên, thời gian dành cho quá trình phát triển của nó không hề lãng phí và nhiều bài học mà Colnago học được từ Ferrari về cách làm việc với sợi carbon sau đó đã được đưa vào sử dụng hiệu quả hơn trong chiếc C40 huyền thoại - nổi tiếng là chiếc xe được yêu thích nhất mọi thời đại xe đạp của Sir Bradley Wiggins.
Vào năm 1995, được lái bởi Franco Ballerini của đội Mapei, C40 đã trở thành chiếc xe đạp carbon đầu tiên giành chiến thắng trên những hòn đá cuội khét tiếng của cuộc đua một ngày Paris-Roubaix, đảm bảo vị thế mang tính biểu tượng của nó cho hậu thế.
Trong 30 năm kể từ đó, công nghệ sợi carbon đã phát triển ồ ạt, phần lớn được thúc đẩy bởi các yêu cầu nghiêm ngặt và ngân sách hàng tỷ đô la của ngành công nghiệp hàng không vũ trụ. Và công bằng mà nói thì việc đi xe đạp đã được hưởng lợi từ điều này.
Gần như tất cả nguồn cung cấp carbon trên thế giới đến từ cùng một số ít các công ty ở Viễn Đông, có nghĩa là nhà sản xuất lớn nhất thế giới, công ty Toray của Nhật, cung cấp sợi carbon được sử dụng trong máy bay Boeing 787, cũng như nhiều xe đạp.
Một nhà sản xuất được hưởng lợi từ việc này là công ty Time của Pháp, công ty dệt ống carbon của riêng mình bằng cách sử dụng 12 khung dệt khổng lồ được chế tạo riêng tại nhà máy của họ ở ngoại ô Lyon.
Bằng cách sử dụng ba trọng lượng sợi carbon và kết hợp sợi Vectran và sợi Kevlar, Time có thể tinh chỉnh độ cứng của mọi vùng của khung với độ chính xác đáng kinh ngạc.
Một người thụ hưởng khác là công ty Thụy Sĩ BMC, sử dụng công nghệ tương lai tương tự tại phòng thí nghiệm R & D Impec Advanced ở Grenchen, Thụy Sĩ, nơi có máy bện carbon ‘Stargate’ nổi tiếng.
'Được trang bị một loạt các công cụ máy móc chính xác, hoàn toàn tự động', BMC nói về nhà máy của mình, "cơ sở hiện đại này là sân chơi cho các kỹ sư composite của nhà khoa học điên rồ."
Tất cả đều đặt ra câu hỏi tại sao, với những hạn chế của UCI, BMC và những người khác tiếp tục phát triển những cỗ máy khoa học viễn tưởng sẽ không bao giờ đi vào sản xuất hoàn chỉnh?
Trickle-down tech
Câu trả lời đơn giản là bằng cách giải phóng bản năng sáng tạo của các nhà thiết kế của họ, những ý tưởng được tạo ra cuối cùng sẽ chảy vào máy móc sản xuất.
Trên thực tế, nhiều công nghệ hiện nay chúng ta coi là phổ biến - chẳng hạn như chuyển số điện tử - ban đầu được thấy trong các mẫu xe đạp ý tưởng từ 10 năm trước trở lên.
Vậy 20 năm nữa chúng ta sẽ đi những chiếc xe đạp nào? Khái niệm xe đạp ngày nay có thể cung cấp một số manh mối chính.
Có thể một ngày nào đó chúng ta sẽ thấy những người như Froome và Quintana chiến đấu với Ventoux khi nằm nghiêng hoàn toàn.
Mặc dù, hãy nghĩ lại, ý tưởng về việc UCI bao trùm những ý tưởng tiến bộ như vậy thậm chí còn kỳ quặc hơn cả chiếc xe đạp ý tưởng huyền ảo nhất.
