Modern wooden bikes

Современные деревянные велосипеды,

или
Ох уж эти деревянные игрушки для взрослых 

Дрезина, изобретенная в 1817 году
бароном Карлом фон Драйзом (1785 - 1851).

Велосипеды в своем историческом развитии прошли долгий путь, во время которого их создатели использовали практически весь спектр конструкционных материалов, предоставляемых им их временем и промышленностью. Однако, двести лет назад, когда история велосипедов только начиналась, основным материалом при их производстве было дерево. Изобретателем и создателем велосипеда считается Карл Фридрих Христиан Людвиг Драйз фон Зауэрбронн (Baron Karl von Drais de Sauerbronn). Его первые дрезины (draisine) были, во многом, подобны современным велосипедам. Их деревянные колеса, обитые железными обручами, были равны по размеру, каждое около 27 дюймов или 675 мм в диаметре. Корпус был сделан из хорошо высушенного ясеня, в результате чего общий вес всей конструкции был всего 45 фунтов. Но такая ситуация продлилась не долго. Очень скоро, дерево было вытеснено из велосипедов, хотя и нельзя утверждать, что совсем и навсегда.
Ограниченная только безгранично и постоянно развивающимися современными технологиями фантазия современных дизайнеров привела к тому, что в последние годы при создании велосипедов используется весь спектр существующих и доступных в настоящее время материалов, в том числе и древесина. Однако, целая серия новинок, показанных в этом году на различных выставках и форумах, заставляет говорить о появлении тенденции, или даже направления, в современном велосипедостроении – деревянные велосипеды. Итак, смотрим на эти новинки, и делаем выводы, действительно ли это устойчивая тенденция или временное модное явление.

Поглощающий вибрацию деревянный велосипед Пола Тиммера изготовлен из цельного ясеня

Деревянный велосипед, изготовленный
из сплошного массива ясеня

Этот велосипед разработан и построен Полом Тиммером (Paul Timmer) - дизайнером и деревянных дел мастером из Амстердама. Кроме того Пол фанатичный велосипедист, принимавший участия в гонках Tour of Flanders и Marmotte в Альпах. Поэтому возникновение проекта по созданию велосипеда из дерева был лишь вопросом времени. И когда это время настало, всё было сделано красиво и технично, из любви к велосипедам, и в ответ на критику существующих деревянных велосипедов.
Сделанный из твердого (сплошного) массива ясеня, без какой либо фанеры, шпона или модифицированной древесины, этот ‘wooden bike’ является сверхлегким односкоростным кроссовым (cyclocross) «деревянным велосипедом». При весе всего 11 кг. он обеспечивает исключительно комфортную езду благодаря деревянной раме, поглощающей любые вибрации. Велосипед имеет удивительно необычную конструкцию вилки, которая вместо того чтобы проходить через раму, фиксируется на ней внешними подшипниками. Вилка конструктивно переходит в руль, который также изготовлен из одного цельного куска древесины, с тем чтобы сделать его более прочным, чем если бы он состоял из двух частей.

Вилка и руль также изготовлены из ясеня.

«Я не использовать древесину для каких-то временных решений, дерево лучший доступный строительный материал. который сотворила мать-Земля. Такой велосипед может быть прочным как сталь, но он должен быть спроектирован лучше, чем стальной велосипед. Как всегда, проблемы возникают в деталях.» - говорит Тиммер.

Рама этого байка полностью построена с нуля. Нет стандартных деталей, которые использовались бы при изготовлении рамы. Все нестандартные не деревянные детали распечатаны на 3D принтере из алюминия (!?). Внешние вилка и другие деревянные детали являются результатом переосмысления (переизобретения) конструкции велосипедной рамы.

Ременной привод велосипеда

Эта двухколесная машина использует ременную передачу вместо цепной. Ременной привод на велосипедах приобрел в последние годы большую популярность. Он легче и более долговечен, чем цепной. Для Пола Тиммера использование ременной передачи было очевидным выбором - ремню не нужна смазка, а это очень большое преимущество на деревянном велосипеде.
Этот велосипед - одноразовый продукт только для личного использования его создателя. Тем не менее, в ближайшем будущем Пол Тиммер будет работать над тем, чтобы подготовить его для производства.

Фирма Jan заново открывает натуральные материалы для велосипедной рамы

Деревянный велосипед от студии Jan

Производители, делающие на заказ велосипеды, в последнее время вновь стали открывать для себя природные материалы, восхищаясь их сбалансированными механическими и великолепными эстетическими свойствами. Древесина имеет отличное соотношение упругости и прочности, что позволяет применять её для элементов конструкций с высокими динамическими нагрузками. Это устойчивый материал, который легко поддается обработке. Кроме того, он (материал) хорошо поглощает вибрацию - характеристика особенно важная для комфортной езды. Поэтому, древесина для чешской компании Jan, оказалась идеальным конструкционным материалом при создании новой велосипедной рамы.
Более сорока слоев древесины создают эту прессованную раму ручной работы, сформованную в виде целой детали, напоминающую авокадо, без каких-либо соединений (стыков) или разрывов. Такая конструкция повышает общую прочность рамы и улучшает её работу.

Тело рамы ручной работы создано в виде целой прессованной детали

Нижняя часть (элементы down tube, bottom bracket, chain stays) имеет повышенную толщину, что делает велосипед прочным и жестким, в то же время более тонкая верхняя часть (секции seat stays, top tube) обеспечивает упругость, работая как пружина.

Элементы конструкции деревянной рамы от Jan

При этом, верхняя часть рамы не соединяется с подседельной трубой, что позволяет ей свободно перемещаться во время работы. Такое техническое решение применимо только благодаря высокой усталостной прочности дерева.

Схема велосипеда с деревянной рамой
Frame specification: Avocado
Material: Maple, Epoxy resin, Dural
weight: 3.6Kg

Мы создали неповторимую велосипедную раму, используя уникальные качества древесины, которые трудно найти у металла и труб. Мы выбрали концепцию цельной рамы. Для производства этой необычной конструкции мы должны были выбрать нетрадиционный способ работы. Мы выбрали технологию наслоения, которая позволяет создать компактную (прессованную) форму согласно нашим потребностям и в то же время повысить ее упругость. Детали не из дерева выполнены из дюралюминия. Вся рама весит около 3 килограммов.
Для нас, велосипед не только игрушка для поездок по выходным. Велосипед это выражение нашего отношения к жизни, наше видение современного стиля городской жизни. Для производства наших велосипедов мы выбрали дерево в основном из-за его красоты и потенциала для непрерывного совершенствования. Мы не хотим производить еще один массовый продукт, наша цель создать уникальный продукт, выйдя при этом за пределы технологических и общих идей и тенденций.

Wooden bike with unibody frame made by Jan

Деревянный велосипед Woobi представлен на миланской неделе дизайна 2015

Деревянный велосипед Woobi от
Маттео Цуньони (Matteo Zugnoni)

В эпоху постоянно совершенствующихся и усложняющихся технологий, разработчики деревянных велосипедов возвращают традиции и простоту, приближая отношения между человеком и объектом потребления в направлении чистого удовольствия. Представленный на миланской неделе дизайна 2015 в павильоне «5vie art + design», деревянный велосипед Woobi от Маттео Цуньони (Matteo Zugnoni) благодаря усилению прочностных характеристик пиломатериалов, обеспечивает жесткость и превосходную амортизацию, предлагая чувство комфорта и благополучия при езде. Рожденный в результате слияния понятий дерева и велосипеда, WooBi является идеальным средством, делающим ежедневные прогулки обычным явлением.

Велосипед WooBi – воплощение традиции и простоты

Его минималистский  дизайн, направленный в первую очередь на хорошую управляемость, с экологически чистой, сделанной под старину рамой, выражает душу и дух (soul and spirit) велосипеда WooBi. Отталкиваясь от этого минимализма, его стиль по желанию владельца можно улучшить, поскольку абсолютно все настраиваемо. Есть возможность выбора древесины для рамы, палитры цветов для обода колес и различных оттенков для кожаного седла и рукояток руля.

По желанию владельца стиль WooBi можно изменить.
«Зеленый» дизайн велосипеда, в прямом и переносном смысле.

Woobi идеально подходит для городской жизни, привнося удивительный объект в жизнь жителей пригородной зоны, имеет хорошую производительность и может похвастаться углеродной зубчатой ременной передачей от Gates Corporation, гарантирующей тихую и плавную эксплуатацию.

Ременная передача Gates Carbon Drive.

Со всеми типичными для городских велосипедов характеристиками, деревянный велосипед WooBi предоставляет уникальные свойства с точки зрения дизайна и комфортной езды. Ориентированный на широкую аудиторию, которая видит в велосипеде не только средство передвижения, но также компаньона и частичку чистого дизайна, WooBi является идеальным велосипедом для тех, кто любит выделяться, и в тоже время заботящийся об окружающей среде.

AERO создает деревянную раму для велосипеда чтобы исследовать строительные технологии

Неделя дизайна Милан 2015.
Composite wood frame for aero bike
shown at Milan design week 2015.

Милан 2015: Производитель велосипедов AERO представил на неделе дизайна проект ‘aero bicycle‘, включающий в себя композитную деревянную раму из березового шпона. Архитекторы Атанас Желев (Atanas Zhelev), Мария Королёва (Mariya Korolova) и Мартино Гудзь (Martino Hutz) задумали этот проект во время учебы в университете прикладных искусств Вены при работе над деревянной конструкцией нового здания. Чтобы дальше развивать идеи и технологии обработки древесины при их применении в крупномасштабных зданиях, было решено начать исследования в меньшем масштабе путем создания велосипеда, который идеально подходит для проверки работы деревянных конструкций в разных масштабах с различными нагрузками.
Специально разработанная Технология Композитной Древесины  (composite wood technology) аналогична методам, применяемым при создании структур из композиционных материалов. Рама велосипеда изготовлена путем наслаивания 0,9мм деревянных листов шпона и их склейкой в нужную форму. Натуральные волокна каждого деревянного листа выровнены в направлении действия сил внутри корпуса, что обеспечивает дополнительную прочность конструкции. Это позволяет уменьшить количество используемого материала при той же  (необходимой) жесткости и прочности, если использовать сложную объемную геометрию конструкции.

Естественные волокна каждого деревянного листа выровнены в направлении сил действующих внутри рамы.
The natural fibers of each wooden sheet are aligned into the force direction running inside the frame.

Ламели – очень тонкие слои древесины образуют раму, расширяющуюся в точках, где расположены шатун (кривошип, crank) и педали, а также под сиденьем. Такая конструкция заменяет обычную пружину на базе подвесных систем, обеспечивая структурную легкость, улучшенную гибкость и большую прочностью. Создатели рамы попытались найти лучшее соотношение между прочностью и гибкостью для этой подвесной системы так, чтобы она не сгибалась слишком сильно, обеспечивала комфортную езду и поглощала большие удары.

Слоистая структура деревянной рамы обеспечивает лёгкость, гибкость и прочность.
The wooden lamellas of the frame provide lightness, flexibility and strength.

Согласно проекта дизайнера Мартино Хатца, велосипед сочетает в себе структурную функциональность и эстетическая ясность, который описывает его как гибрид мантры Ле Корбюзье  "форма следует за функцией" и выражения Оскара Нимейера "форма следует за красотой".
Выбор древесины в качестве материала для этого проекта является особенно значимым, так как она не только сочетает в себе естественную красоту и ресурсное дружелюбие, но также изначально обладает природными гибкими свойствами.

Aero Bicycle - сочетание структурной функциональности и эстетической простоты.

Принцип наслоения является важным аспектом для деревянных конструкций, который команда считает более лучшим способом создания деревянных фигур, чем фрезерование из блоков цельной древесины, т.к. в этом случае, как правило, тратится много материала и разрушается его естественная структура. Проект стремится выйти за пределы обычного велосипеда через исследование и создание новых производственных методов использования древесных материалов для крупногабаритных конструкций. Были исследованы методы введения дополнительных слоев из углеродного волокна или алюминия внутрь деревянных слоев ламели, которые, как говорят дизайнеры, повышают общую прочность конструкции при меньшем количестве материала.
Углеродное волокно воспринимает нагрузку (напряжение), которая выше по обе стороны деревянного блока, а береза обеспечивает гибкость. Соотношением между углеродом и березой можно контролировать общую гибкость конструкции.

Приведенных выше четырёх примеров из мира современных велосипедов, вполне могло хватить для демонстрации тенденции все большего распространения дерева в их производстве, проявляющейся в последнее время. Однако, нельзя пройти мимо ещё одного «железного коня», … ой простите, в данном случае, «деревянного коня», который к тому же не совсем деревянный, но уж очень замечательный. Итак, смотрим …

Carbon wood bike – сплав молодости и мастерства

Углеродно-деревянный велосипед объединил ручное
ремесло, дизайн и современные технологии.

Проект "carbon wood bike" является результатом слияния талантов отца и сына, эффективно сплавивший мышление молодого дизайнера с опытом мастера деревообработки. Велосипед, построенный полностью из дерева, будет слишком тяжелым, и скорее всего, слишком непрочным. Размышляя над этой проблемой, студия, также названная carbon wood bike, пришла к решению использовать углеродное волокно. Объединение этого материала с деревом, не только придает велосипеду свою неповторимую эстетику, но также позволяет снизить вес и значительно повысить прочность конструкции.

Элементы конструкции велосипеда "Carbon wood bike": седло; руль; цепная передача
wooden saddle, wooden handcrafted handlebar, frame detail

Спроектированный и построенный в Италии "Carbon wood bike" имеет раму полностью ручной работы со слоями гнутого ясеня, красного дерева и углеродного волокна, в том числе седло и руль. Вес при этом достигает чуть более девяти килограмм. После добавления компонентов из углеродного волокна, велосипед стал таким же прочным, как и любой другой с алюминиевой или стальной рамой.
Казалось бы, ни чего нового и революционного в технологии изготовления этой композитной структуры нет. Однако, применение послойной комбинации двух разных сортов дерева дало неожиданно великолепный эстетический эффект. Углеродное волокно, добавив прочность в конструкцию рамы, позволило сделать её стройнее и элегантнее, усилив общее благоприятное эстетическое восприятие. А блистательное исполнительское мастерство специалиста деревообработки превратило этот велосипед практически в шедевр. Кстати, свои секреты изготовления специалисты из итальянской bike company Carbon Wood Bikes практически не скрывают, отобразив процесс производства на своем сайте.

Этапы Большого Пути – процесс изготовления Carbon wood bike.

Поэтому, если кому понравился такой велосипед, то у него два пути: если есть в наличии €6,500 купить его; а если нет – внимательно изучит технологию и сделать его самостоятельно.

Выводы

1. Тенденция в увеличении случаев применения дерева при изготовлении современных велосипедов все же присутствует, пусть это касается пока только эксклюзивных и штучных моделей.
2. Случаев применения дерева в чистом виде не так много. Разработчикам, чтобы добиться приемлемых прочностных качеств приходится прибегать к композитной древесине (фанере), или даже усиливать её армирующими волокнами, используемых обычно в традиционных композиционных материалах (КМ). Если говорить терминами из области КМ, то можно сказать, что древесина в этих случаях выступает как матрица, а углеродное волокно является армирующим элементом.
3. Побудительные мотивы, заставляющие дизайнеров прибегать к использованию древесины в своих велосипедных проектах, различны и вероятно у каждого свои. Стоит только отметить как сомнительный, довод об экологической чистоте подобной композитной древесины. А вот неповторимые эстетические решения действительно имеют место быть в большинстве таких случаях.
4. Если есть тенденция, то следует ждать продолжения. Вероятно, в ближайшее время можно будет наблюдать немало новых интересных деревянных велосипедов.