Kolik váží vzduch?

Je to lehké jako pírko, jako vánek, prostě jako vzduch, a tudíž to vlastně nic neváží. Takto se občas hovoří o těch nejlehčích věcech, u nichž je hmotnost téměř zanedbatelná. Jenže v cyklistice a při ladění kola, kdy má každý ušetřený gram svoji cenu, zpravidla dost vysokou, je hmotnost podstatná. A třeba hmotnost vzduchu v pneumatikách je velice zajímavá veličina, kterou se jen málokdo zabývá.

Obecně totiž považujeme nahuštění pneumatik na odpovídající tlak jako něco, co nám jejich hmotnost nezvýší. A přitom i vzduch má svoji váhu, vždyť jde o složitou směs plynů obsahující 76 % dusíku, 23 % kyslíku a ve zbylém procentu je zastoupeno devět dalších elementů! Každý z nich má svoji hmotnost a v celkovém součtu 1m³„obyčejného“vzduchu váží víc než jeden kilogram.

Spíše ze zvědavosti jsme zvážili obuté přední kolo s novou prázdnou duší a poté tentýž komplet nahuštěný na odpovídající tlak. Výsledný rozdíl v hmotnosti nás docela zaskočil, takže jsme se jali zabývat touto otázkou podrobněji.

V první řadě jsme připravili dvojici předních kol a vyrazili do pneuservisu, kde nám elektronickým měřičem zkontrolovali odpovídající tlak. Jedno kolo bylo na XC plášti Rubena se šířkou 2,1‘‘, ovšem v porovnání s konkurencí odpovídala šíře spíše rozměru 1,9‘‘. Druhé kolo, určené pro enduro ježdění, bylo obuté do rozměrnějšího pláště Onza se šířkou 2,2‘‘, která rozhodně odpovídala. Na celkové hmotnosti kol příliš nezáleželo, tedy ne v případě našeho pokusu, důležitý byl hmotnostní rozdíl před a po nahuštění.

Verze Rubena vážila v prázdném stavu 1 660 gramů, samozřejmě nějaký vzduch vyplňoval vnitřní prostor pláště, v němž byla zcela prázdná duše, ale to je zanedbatelné. Po nahuštění na tlak 2,8 Bar, tedy 41 PSI, kdy měl plášť tvrdost vhodnou i pro náročné závodění pod těžším jezdcem, byla hmotnost kola 1 698 gramů. Rozdíl byl tedy neuvěřitelných 38 gramů, což je poměrně dost, uvážíme-li, že na obou kolech to ve výsledku dělá 76 gramů, tedy hodnota pro někoho možná nezajímavá, ale pro gramaře, kteří utratí dost velké částky za lehké pláště, ultralehké rychloupínáky a další díly pro snížení hmotnosti, je to opravdu hodně.

Díky působení gravitace, zrychlení, odstředivé síle a všem podobným vlivům ovlivňuje hmotnost umístěná na obvodu kola jezdce téměř dvojnásobně, a to proti hmotnosti umístěné třeba na středu kola, na rámu či na jiných statických součástkách. Jestliže nám tedy v plášti rotují téměř čtyři dekagramy vzduchu, je to skoro totéž, jako kdybychom na rámu vezli dekagramů osm.

Druhé kolo s pláštěm Onza mělo prázdnou hmotnost 1 865 gramů a při výsledném tlaku 2,8 Bar, tedy opět 41 PSI ,byla hmotnost 1 896 gramů, rozdíl byl tedy 31 gramů, což je docela paradox, protože šlo o širší plášť, kam by se mělo vejít více vzduchu pro dosažení stejného tlaku, a tudíž by měla být výsledná hmotnost vyšší. Nicméně z uvedeného vyplývá, že huštěním přibude každé kolo na váze přibližně 30 až 40 gramů.

Je to docela zajímavé srovnání, jaké by to bylo jezdit bez a se vzduchem v plášti. Možná kdybychom pláště hustili plynem lehčím než vzduch, bylo by to přínosem. Například vodík. Bezpečnost takové náplně by ale s ohledem na jeho hořlavost nebyla nejvyšší. A co helium? Sloužilo jako náplň vzducholodí, ovšem atom helia mátakmalý průměr, žeuniká i skrz pevné materiály, takže by nám stěnou duše pomalu zmizela veškerá náplň. Navíc jeho cena je bezmála pětkrát vyšší než cena dusíku, který je další variantou. Ten neproniká stěnami ven a navíc působí jako určitý ochranný obal. Dusík je hlavní složkou komerčního produktu Pneumix (směs 98% dusíku a 2% argonu), kterým lze nechat v pneuservisech nahustit pneumatiky automobilu.

A právě dusíkem jsme se rozhodli naplnit naše pokusná kola, abychom zjistili, o kolik ušetříme na váze proti „běžnému“ vzduchu. Dusík lze pořídit přímo z naplněné tlakové bomby nebo z dusíkového generátoru, jako v našem případě. Ten z klasického vzduchu odčerpá speciálním postupem všechny příměsi, které vypouští do prostoru, a do hadice pouští pouze dusík získaný ze vzduchu v místnosti.

Výsledný tlak byl stejný jako v případě vzduchu, tedy 41 PSI u obou kol. Před nahuštěním jsme samozřejmě duše vypustili, nechali je jednou nahustit dusíkem, ten vypustili a opět nahustili na požadovaný výsledný tlak, aby bylo zaručeno, že uvnitř duše nebude žádný „běžný“ vzduch. Rubena měla nakonec hmotnost 1 685 gramů a Onza 1 889 gramů. Rozdíl tedy nebyl velký a dle tvrzení většiny dodavatelů směsi Pneumix by měl být hlavní přínos ve stabilnějším chování plášťů za různých teplot, vyšší životnosti materiálu a lepším tlumení. My jsme ovšem při jízdě rozdíly vlivem teploty mohli jen těžko zaznamenat, životnost je u duše pro MTB v podstatě nezajímavá hodnota, vzhledem k jejímu jepičímu životu danému defekty, a lepší tlumení bylo spíše psychologického rázu, protože jsme se na to zaměřili, než abychom pocítili lepší přilnavost a komfortnější projev pláště. V tomto případě by větší rozdíl přineslo nasazení jiného typu pláště s odlišnou strukturou základní pleteniny, směrováním jejích vláken, jiným vzorkem dezénu a samozřejmě tvrdostí směsi. A to nemluvíme o bezdušových pláštích a galuskách.

Nám šlo hlavně o to, zjistit, kolik váží vzduch v plášti, což jsme odhalili. Samozřejmě mohly vzniknout určité nepřesnosti kvůli odchylkám tlakoměru, váhy a podobně, ale rozdíly, byť nepatrné, jsme tedy navážili. A o to nám šlo především, ale nesnažte se spekulovat, hustit méně, foukat vodík, helium nebo se pokoušet o další nesmysly, bez vzduchu se prostě nedá žít ani jezdit na kole. A to jsme ještě nezmínili nárůst hmotnosti v případě, že se do duše nebo pláště, v případě bezdušového provedení, nalije decilitr zacelovacího roztoku, to pak ty dekagramy rotující na obvodu teprve naskakují!

(už)