Ζάντες - πως επιδρούν!

Από τον

Μπάμπη Μέντη

3/1/2017

Ο τροχός είναι το μοναδικό μη αναρτώμενο και ταυτόχρονα κινούμενο και περιστρεφόμενο εξάρτημα σε μια μοτοσυκλέτα. Επίσης, είναι μεγάλο σε όγκο, βαρύ και πέρα από την αδράνεια και τη στροφορμή, δημιουργεί και άλλο ένα φαινόμενο της φυσικής που ονομάζεται γυροσκοπικό φαινόμενο. Αυτό σημαίνει ότι η συμπεριφορά ενός τροχού κατά την κίνηση της μοτοσυκλέτας επηρεάζει τη λειτουργία των αναρτήσεων, των φρένων, του πλαισίου ΚΑΙ των επιδόσεων του κινητήρα! Έτσι, ενώ η πρώτη σκέψη των περισσότερων μοτοσυκλετιστών όταν θέλουν να βελτιώσουν την μοτοσυκλέτα τους είναι να αλλάξουν την εξάτμιση, στην πραγματικότητα θα έπρεπε να επικεντρωθούν στους τροχούς της.

Πως οι τροχοί επηρεάζουν τις αναρτήσεις

Ας ξεκινήσουμε από τα εύκολα: Ένας τροχός (ζάντα+ελαστικό+δισκόφρενο) ζυγίζει πάνω από 3 κιλά σε μια σπορ μοτοσυκλέτα, με αποτέλεσμα να εμφανίζει σημαντική αδράνεια. Η κύρια δουλειά των αναρτήσεων είναι να κρατούν τους τροχούς πάνω στο έδαφος. Κάθε φορά που περνάμε πάνω από ανωμαλίες ο τροχός ανεβαίνει και η ανάρτηση αναλαμβάνει να τον επαναφέρει όσο πιο γρήγορα γίνεται πίσω στην αρχική του θέση, ώστε να μην χάσει την επαφή του με το έδαφος.

Το βάρος του τροχού και η ταχύτητα κίνησής του (πάνω-κάτω) δημιουργούν την αδράνεια που πρέπει να διαχειριστεί η ανάρτηση. Όσο μεγαλύτερο το βάρος του τροχού, τόσο περισσότερο αυξάνεται η αδράνειά του, ειδικά σε συνεχόμενες ανωμαλίες. Το αποτέλεσμα είναι να μην προλαβαίνει η ανάρτηση να επιστρέψει εγκαίρως τον τροχό στην αρχική του θέση και τελικά να χάνει την επαφή του με το έδαφος. Όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα που κινούμαστε, τόσο πιο συχνά χάνει την επαφή του με το έδαφος ο τροχός. Με την μοτοσυκλέτα σε όρθια θέση (π.χ. στις ευθείες της εθνικής) αυτό μπορεί να προκαλέσει από απλό ελάφρωμα του τιμονιού στις υψηλές ταχύτητες, απουσία αίσθησης στα χέρια του αναβάτη, έως επικίνδυνη αστάθεια και ανεξέλεγκτα κουνήματα.

Μέσα στη στροφή, η μεγάλη αδράνεια του τροχού και η αδυναμία της ανάρτησης να τους κρατήσει στο έδαφος, δημιουργεί μικρογλιστρήματα μειώνοντας τελικά το συνολικό κράτημα που μπορούν να προσφέρουν τα ελαστικά. Συνδυάζοντας όλα τα παραπάνω φαινόμενα μαζί, είναι εύκολο να καταλάβουμε ότι όσο ελαφρύτεροι είναι οι τροχοί μιας μοτοσυκλέτας, τόσο πιο σταθερή γίνεται στις υψηλές ταχύτητες και βελτιώνεται το κράτημα των ελαστικών. Επιπλέον, οι ελαφρύτεροι τροχοί βοηθούν τις αναρτήσεις να προσφέρουν μεγαλύτερη άνεση, άρα εδώ δεν μιλάμε για μια βελτίωση που αφορά μόνο την σπορ οδήγηση.

Πως οι τροχοί επηρεάζουν τα φρένα και τις επιταχύνσεις

Η περιστροφή των τροχών δημιουργεί ένα δεύτερο φαινόμενο της φυσική που ονομάζουμε στροφορμή. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος του τροχού (παίζει ρόλο και η διάμετρος και η απόσταση του βάρους από το κέντρο περιστροφής) και η ταχύτητα περιστροφής του, τόσο αυξάνονται και οι επιπτώσεις της στροφορμής. Η στροφορμή σε απλά ελληνικά είναι μια δύναμη αντίστασης του τροχού να επιβραδύνει όταν φρενάρουμε και να επιταχύνει αντίστοιχα όταν ανοίγουμε το γκάζι.

Οι ελαφρύτεροι τροχοί βοηθούν τα φρένα να είναι πιο αποτελεσματικά και κυρίως βελτιώνουν κατακόρυφα την αίσθηση των φρένων. Αντίστοιχα, οι επιταχύνσεις εν κινήσει (ρεπρίζ) βελτιώνονται πάρα πολύ στις υψηλές ταχύτητες, καθώς η δύναμη αντίστασης των τροχών είναι μικρότερη.

Πως οι τροχοί επηρεάζουν την ευελιξία

Το τρίτο αλλά ταυτόχρονα και το σημαντικότερο φυσικό φαινόμενο, του οποίου η ένταση επηρεάζεται άμεσα από το βάρος των τροχών, είναι το λεγόμενο γυροσκοπικό φαινόμενο. Η εμφάνισή του γίνεται κάθε φορά που προσπαθούμε να αλλάξουμε πορεία στην μοτοσυκλέτα μας και γίνεται πολύ έντονο όσο πιο απότομα προσπαθούμε να το κάνουμε και φυσικά όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα που κινούμαστε.

Στην πραγματική ζωή, από τα 80km/h και πάνω το γυροσκοπικό φαινόμενο παίζει κυρίαρχο ρόλο στην ευελιξία μιας μοτοσυκλέτας, σε τέτοιο βαθμό, που μια μοτοσυκλέτα 200 κιλών με ελαφρύτερους τροχούς να δείχνει στα χέρια σου έως και 30 κιλά ελαφρύτερη από μια ίδιου βάρους μοτοσυκλέτα αλλά με βαρύτερους τροχούς

https://bit.ly/MOTO_665

Από τον

Μπάμπη Μέντη

8/1/2024

Το θέμα της αεροδυναμικής των φαίρινγκ στις μοτοσυκλέτες των MotoGP δεν έχει κλείσει και παρά τις αλλαγές που έγιναν πριν τρία χρόνια και είχαν ως αποτέλεσμα να μπουν περιορισμοί στο μέγεθος και το σχήμα των φτερών, οι κατασκευαστές και η Dorna συνεχίζουν να βρίσκονται στο τραπέζι των διαπραγματεύσεων, έχοντας δώσει ραντεβού για το 2027, όπου αναμένουμε σημαντικές αλλαγές των κανονισμών που αφορούν την αεροδυναμική, αλλά και τους μηχανισμούς των αναρτήσεων που αλλάζουν το ύψος της μοτοσυκλέτας εν κινήσει.

Προφανώς όποιος έχει το τεχνολογικό πλεονέκτημα σε κάποιον τομέα την δεδομένη στιγμή, δεν θέλει να αλλάξουν οι κανόνες του παιχνιδιού.

Στο συγκεκριμένο θέμα της αεροδυναμικής η Ducati είναι εκείνη που θέλει να μείνουν τα πράγματα ως έχουν, όμως όλοι οι υπόλοιποι είναι αντίθετοι, ζητώντας την επιστροφή στην κλασσική σχεδίαση των φαίρινγκ, αλλά και των αναρτήσεων.

Τα επιχειρήματά τους δεν είναι εντελώς παράλογα, καθώς όλοι μας έχουμε δει κατά την διάρκεια των αγώνων να σπάνε τα φτερά που εξέχουν από τα φαίρινγκ όταν οι αναβάτες έχουν επαφή μεταξύ τους, δημιουργώντας μια σειρά από κινδύνους, τόσο για τους ίδιους (καθώς η συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας αλλάζει δραματικά), όσο και για τους υπόλοιπους αναβάτες, καθώς τα κομμάτια carbon μέσα στην πίστα δεν είναι ό,τι καλύτερο μπορεί να συμβεί.

Έχουμε δει μέχρι και φτερά να εκτοξεύονται στο στήθος ή στα κράνη των αναβατών που ακολουθούν!

Όμως και οι ίδιοι οι αναβάτες έχουν μιλήσει αρκετές φορές για τα προβλήματα που δημιουργούν τα εξωτερικά φτερά στην οδήγηση της μοτοσυκλέτας – ειδικά όταν ακολουθείς κάποιον αναβάτη σε μικρή απόσταση ή όταν υπάρχουν ισχυροί άνεμοι σε κάποια σημεία της πίστας.

Το… λόμπι των “πολέμιων των φτερών” λέει επίσης πως τα εξωτερικά φτερά των μοτοσυκλετών των MotoGP έχει απομακρύνει την εξωτερική τους εμφάνιση από τις μοτοσυκλέτες παραγωγής και πως θα πρέπει να επικεντρώσουν την αεροδυναμική εξέλιξη σε φαίρινγκ που θα μπορέσουν να περάσουν τεχνικά να μπαίνουν σε οποιαδήποτε μοτοσυκλέτα παραγωγής που έχει φώτα, φλας, καθρέπτες και βάση πινακίδας…

Όλα αυτά τα επιχειρήματα όσων είναι ενάντια στα εξωτερικά φτερά των φαίρινγκ, μπορούν να μειωθούν στο ελάχιστο, αν με κάποιο τρόπο σχεδιαστεί ένα είδος φαίρινγκ που να προσφέρει αντίστοιχης έντασης κάθετη δύναμη (downforce), χωρίς την χρήση εξωτερικών φτερών.

Πάνω σε αυτή τη φιλοσοφία δούλεψαν οι σχεδιαστές της Honda, καταθέτοντας μία πατέντα σε δύο παραλλαγές, όπου προσπαθεί να βάλει σε οργανωμένη τάξη τους στροβιλισμούς και την υποπίεση που δημιουργείται πίσω από την ζελατίνα του φαίρινγκ και έως την ουρά της μοτοσυκλέτας και να την μετατρέψει σε κάθετη δύναμη.

Μάλιστα σε αυτή την ιδέα υπάρχει και ένα δεύτερο πλεονέκτημα σε σχέση με τα εξωτερικά φτερά. Μιλάμε φυσικά για την αεροδυναμική αντίσταση που δημιουργούν τα εξωτερικά φτερά όταν παράγουν κάθετη δύναμη.

Η πατέντα της Honda υπόσχεται πως μπορεί να προσφέρει κάθετη δύναμη και ταυτόχρονα να μειώσει την αεροδυναμική αντίσταση, γιατί ομαλοποιεί την ροή του αέρα σε ένα σημείο της μοτοσυκλέτας που έχει ανεπιθύμητους στροβιλισμούς.

Κοιτώντας τα σχέδια είναι εύκολο να καταλάβουμε πως η Honda χρησιμοποιεί δύο μεγάλης διατομής αεραγωγούς στο εμπρός τμήμα του φαίρινγκ για να κατευθύνει ανεμπόδιστα τον αέρα πίσω από το φαίρινγκ.

Στην μία πατέντα οι αεραγωγοί βρίσκονται δίπλα από το “number plate” ή τον προβολέα αν μιλάμε για μοτοσυκλέτα παραγωγής, ενώ στην άλλη πατέντα η είσοδος του αέρα γίνεται πιο χαμηλά, λίγο πάνω από το ύψος του εμπρός τροχού.

Μέχρι σήμερα, η Honda έχει σχεδιάσει αρκετά φαίρινγκ μοτοσυκλετών παραγωγής (κυρίως ζελατίνες φαίρινγκ) που λαμβάνουν υπόψη τους την υποπίεση του αέρα που δημιουργείται πίσω τους και έχουν σε στρατηγικά σημεία τρύπες για να την μειώσουν.

Όμως τώρα είναι η πρώτη φορά που προσπαθεί αυτή την υποπίεση του αέρα πίσω από το φαίρινγκ να την ελέγξει και να την μετατρέψει σε κάθετη δύναμη.

Ως ιδέα δεν είναι καθόλου παράλογη και εκ πρώτης όψεως ακούγεται ιδιοφυής, όμως έχει ένα μειονέκτημα σε σχέση με τα εξωτερικά φτερά.

Όπως βλέπουμε ξεκάθαρα, το σώμα του αναβάτη είναι ενεργό μέρος του συστήματος. Αν λοιπόν σκεφτούμε πως κάθε αναβάτης έχει διαφορετικό σώμα και πως η κίνηση του σώματος είναι διαρκής πάνω στη μοτοσυκλέτα, τότε καταλαβαίνουμε πως για να εκμεταλλευτείς πλήρως αυτής της φιλοσοφίας την αεροδυναμική θα πρέπει να προσαρμόσεις το στιλ οδήγησής σου σε αυτό.