Велосипедная рама: алюминий, карбон, сталь. Чем отличается?

Сегодня поговорим о самой интересной и важной части велосипеда – раме. Одновременно такая простая и такая сложная вещь, что до сих пор нет единого мнения что лучше: алюминий, сталь, карбон? А, может, титан? 

Сегодня выбор велосипеда – это, прежде всего, выбор рамы. Для некоторых материал и его свойства гораздо важнее, чем уровень компонентов или даже цена. Навеску ведь можно поменять в любой момент, а рама будет с вами всегда. К тому же на раму приходится большая часть стоимости велосипеда. Некоторые фреймсеты стоят как целый велосипед хорошего уровня. Именно поэтому перед покупкой стоит подумать, что выбрать.

Инженеры при проектировании рам решают несколько задач сразу. Во-первых, некоторые рамы должны иметь очень сложную форму, а соединение труб должно быть безупречно. Во-вторых, рама должна быть достаточно упруга в вертикальной плоскости для комфортной езды и при этом достаточно жесткой на скручивание для эффективности. Добавим к этому стремление (а зачастую необходимость) сделать байк легким, прочным, и практичным. Получается очень сложный элемент. 

И идеального материала рамы нет. Что-то будет тяжелым, что-то хрупким, что-то слишком жестким. 

Вообще, технически сделать раму можно из чего угодно. Сегодня можно напечатать любую вещь на 3D-принтере. Рама для велосипеда не исключение. Но здравый смысл и десятки лет наработок производителей выявили четыре основных материала: сталь, алюминий, титан и карбон. В основном именно из этих материалов делают большую часть велосипедных рам в мире. О них и поговорим.

Давайте начнем со стальных рам. По своей сути, это сплав железа и углерода. Стальные рамы хороши своей прочностью и способностью гасить мелкие вибрации от неровной дороги. Если обобщить характеристики разных сталей, получится тяжёлый и упругий металл. Он ремонтопригодный и перерабатываемый, легко поддается коррозии, но при этом долговечен из-за высокой устойчивости к усталости.

Кстати, давайте сразу определим, что такое усталость рамы и чем она отличается от нашей собственной.

Усталость материала — это постепенное накопление внутри детали микроповреждений, возникающих от регулярных воздействий. Как правило, со временем повреждения изменяют свойства материала, например, делают его более хрупким. Еще детали становятся менее устойчивым к деформации, появляются трещины, а в последствии может произойти разрушение.

Так вот, сталь различают по типам и маркам, в зависимости от вида примесей и их количества.

Первый тип – углеродистая. Это самая обычная сталь, из которой делали советские велосипеды. Она легко варится, но обладает не самыми лучшими эксплуатационными свойствами.

Второй тип – Hi-Ten – это конструкционные стали чуть лучшего качества. Но концептуально они не сильно отличаются от обычных. Сегодня не существует единого чёткого регламента по характеристикам Hi-Ten стали. Как правило, это лишь маркетинговые ухищрения – большинство производителей выпускают эту марку с максимально возможной экономией. Рамы из стали Hi-Ten можно встретить, например, на фиксах или в самых простых городских моделях.

Чтобы понять, какой может быть качественная сталь, нужно разобраться, такое легирование.

Легирование – это добавление в сплав примесей для улучшения свойств основного материала. Как присадки в топливо меняют его свойства, так и добавление других элементов делает раму лучше. 

Например, сплав с молибденом и хромом называется хромоль. Он легко поддаётся обработке, не требует подогрева перед сваркой и плавного охлаждения после. Хромоль легче и значительно прочнее обычной стали, устойчивее к коррозии и лучше гасит вибрации. Хромолевые велосипеды, как правило, отлично подходят для туринга или для городских поездок. 

Так что, очевидными плюсами стальных рам является:

• Их доступность
• Неплохие показатели комфорта
• Если рама хромолевая, то на хорошем уровне будет прочность и устойчивость к коррозии

Из минусов:

• Большой вес
• Если рама из самой простой стали, то коррозии она будет подвержена довольно сильно.

Переходим к алюминию. Некоторые люди, которые далеки от велосообщества, удивляются весу алюминиевых велосипедов. В плохом смысле. Они удивляются, что велосипед, вроде, должен быть очень легким и весить 7 кг, но это не совсем так. 

Дело в том, что алюминий в чистом виде мягок настолько, что может порваться. Даже в авиации, где вес принципиально важен, используют алюминиевые сплавы. В велоиндустрии для производства рам используют металл с добавками магния, кремния, меди и цинка.

У этих материалов разные физические свойства. Некоторые рамы тяжёлые, твёрдые и, следовательно, прочные. Есть и более технологичные и легкие рамы из труб сложного сечения с применением баттинга.

Хоть рамы из разных сплавов и отличаются, но если вы не заводской гонщик команды, вряд ли почувствуете принципиальную разницу в обычной жизни. Так что при выборе велосипеда, это, наверное, не самое главное. 

Даже если сплав лучше, то это абсолютно не значит, что лучше сама рама. На качество и эффективность езды влияют разные факторы: геометрия, форма и толщина труб, тип и качество их крепления, вес.

В принципе, все рамы из алюминия относительно лёгкие, жёсткие и отзывчивые, на них легко разгоняться и управлять велосипедом. Недавнее доказательство – это Петер Саган, который участвовал в критериуме Tour Down Under Classic на алюминиевом Specialized Allez Sprint. Занял второе место.

Так что, легкость и жесткость ощутимы. Но это одновременно является и недостатком — рама не амортизирует, и колебания передаются человеку практически без изменений. Кроме этого, алюминий накапливает усталость.

Кстати, сильной стороной алюминия является его стойкость к коррозии. Он легко реагирует с кислородом и в нормальных условиях всегда покрыт прочной оксидной плёнкой. Пленка защищает его от дальнейшего окисления, поэтому коррозия невозможна — отличное качество для велосипедной рамы. Ну и еще из плюсов – доступность. Так что, алюминиевые велосипеды – отличный вариант для тех, чей бюджет ограничен.

А что делать тем, у кого слишком много денег и хочется выделяться? Карбон? Нет, о нем чуть позже.

Сначала титан. Это еще один материал, популярный у изготовителей профессиональных и эксклюзивных велосипедов.

Сплавы этого металла обладают лучшими качествами стали и алюминия. У титана самое высокое среди всех металлов соотношение прочности и веса. Он не подвержен коррозии, из него получаются прочные, упругие, легкие и долговечные велосипеды. А еще красивые. Звучит как идеальный вариант. Неудивительно, что некоторые производители предлагают пожизненные гарантии на свои титановые рамы. Кстати, о производителях – их относительно немного, и на российском рынке их будет сложновато найти. Например, есть российская компания Triton Bikes, британская MASON CYCLES, американская Moots. То есть, компании есть, но о них почти ничего не слышно и приобретение по-настоящему “своего” титанового байка может стать неким квестом.

Возможно, потому, что титан в целом стал использоваться человеком относительно недавно. Это довольно редкий металл, который дает хорошие показатели предела прочности и предела текучести, но, опять же, в виде сплава. И при изготовлении велосипедов тоже используют именно титановые сплавы.

В этом случае даже при ежедневном использовании титанового байка, есть вероятность, что он прослужит ни один десяток лет. Коррозия ему тоже не страшна.

Из плюсов – легкость, стойкость к механическим повреждениям, способность гасить вибрацию и высокая торсионная жесткость. 

Из недостатков – слабая представленность брендов на рынке, довольно узкие линейки байков и высокие цены.

Следующий наш герой – карбон. И мы думаем, что в нашем материале нет особого смысла, ведь все всегда хотят карбон. Но давайте все-таки разберемся, что к чему. 

Карбон – это не “пластик”, как некоторые считают. Это полимерный материал из тонких нитей углеродного волокна, которые соединены в определенном порядке полимерной смолой. 

Из карбона можно создавать рамы практически любых форм, которые невозможны при использовании других материалов. Изменяя толщину и направление отдельных волокон, а также количество слоев, производители могут добиваться нужной степени упругости и жёсткости. Получается, что разные участки рамы имеют разные свойства. Карбоновые байки могут быть одновременно легкими, прочными и комфортными. Ржавчина им тоже не грозит. 

Логично, что карбоновые велосипеды есть в линейках большинства велопроизводителей мира. Начиная с российских Stels и Stinger, заканчивая самыми невероятными и редкими Unno или Colnago. Из карбона могут быть и детские беговелы, и велосипеды для фитнесса, и всевозможные дорожные модели, и очень много горных. 

Это, действительно, очень крутой материал. Но минусом можно назвать хрупкость. Причем опасность представляют именно точечные ударные нагрузки. Они могут разрушить карбоновый монолит, если их вектор не совпадает с направлением волокон. Нередки случаи, когда после неудачного падения или столкновения рама из углепластика полностью приходит в негодность.

Карбон — почти синоним дорогого велика. Его используют в рамах горных и шоссейных моделей, спортивных трековых и гоночных велосипедах. 

Это логично, ведь очевидными плюсами карбоновых рам является:

• Их легкость
• Возможность заложить необходимые свойства при производстве. Где нужно, рама жесткая. Где можно добавить комфорт - его добавляют.
• Стойкость к погодным условиям/коррозии

Из минусов:

• Относительно высокая стоимость
• Возможность повреждения при точечных ударах
• И дороговизна обслуживания

Так что же выбрать? Конечно, карбон.

Ну а если серьезно, то ответ весьма прагматичен: у каждого материала своя задача, достоинства и недостатки. Важно отметить, что из года в год материалы и способы производства рам становятся совершеннее. Сегодняшнее качество, технологичность, и прочность не стоит сравнивать с рамами десяти или двадцатилетней давности. Они становятся лучше, а значит выбор подходящего именно вам варианта будет зависеть от бюджета и предполагаемого использования велосипеда. 

Например, вы новичок в городской езде и не хотите тратить много денег, скорее всего, имеет смысл купить алюминиевый велик. Цены на алюминиевые велосипеды стартуют примерно с 20 000 рублей и могут доходить до нескольких сотен тысяч, если говорить про гоночные модели. Тот же шоссейный Specialized Allez или даунхилльный Commencal Supreme DH – алюминиевые и очень дорогие.

Если вы хотите лететь стрелой и не жалеете на это денег — лёгкий карбоновый велик создан для вас. Цены на такие стартуют обычно от 120-130 тысяч рублей. Это будет уже хороший велосипед для настоящего любителя, однако выиграть марафон на таком будет сложновато. Нужна и навеска получше и рама потехнологичнее. Как следствие гоночные карбоновые велосипеды могут стоить миллион, а то и больше. Выбор получается очень широкий.

Если вы вообще не хотите заморачиваться и выбирать велосипед чтобы просто иногда доехать до кофейни – стальная рама подойдет. Стальные велосипеды недороги, просты в обслуживании и довольно комфортны. А если деньги на вас сыпятся из рога изобилия, выбирайте титан. Самое главное – не бойтесь пробовать новое. Мы шутили о том, что карбон всему голова. На самом деле все рамы по-своему хороши и, наверное, не стоит зацикливаться лишь на одном материале. Давайте пробовать новое! :)