Anonim

Image
Technisch redacteur Kevin Cameron deelt zijn rijkdom aan motorfietskennis, ervaringen, inzichten, geschiedenis en nog veel meer. Cycle World

Als we vaststellen dat een 250-pk sterke MotoGP-fiets met een berijder erop een frontale oppervlakte van ongeveer 5 vierkante voet heeft, en als we verder stellen dat bij een topsnelheid van 225 mph 80% van het motorvermogen wordt gebruikt om de fiets erdoor te duwen de lucht, dan is de sleepkracht 333 pond. Wat dit betekent is dat de druk die op de voorkant van dat frontale gebied van 5 vierkante voet werkt, 333 pond groter is dan welke druk er ook op de achterkant van werkt.

Als de fiets zou worden vervangen door een vlakke plaat met hetzelfde frontale gebied, zou de overdruk op het vooroppervlak op 225-mph .882 pond per vierkante inch zijn (ik zoek dit op een grafiek die ik uit een boek heb gekopieerd in 1965 en sindsdien bewaard). Die 5 vierkante voet is 720 vierkante inch, dus onze vlakke plaat moet een sleepkracht hebben van 720 X .882 = 635 pond. Het feit dat onze hypothetische fiets 'slechts' 330 pond luchtweerstand heeft, betekent dat de zogenaamde aerodynamische coëfficiënt 330/635 = .519 is. Dit is vergelijkbaar met die van hoekige vormen zoals die van vrachtwagens of bussen op de snelweg.

Dit betekent niet dat de MotoGP-fiets dezelfde luchtweerstand heeft als een bus - alleen dat de luchtweerstand per vierkante voet frontaal gebied hetzelfde is.

De aerodynamische coëfficiënt vertelt ons niet hoeveel luchtweerstand er is, maar hoeveel beter de vorm van ons voertuig is dan die van een vlakke plaat. De aero-coëfficiënt voor een goed gestroomlijnde auto kan zijn .30, die van een P-51 Mustang rond .14 en die van de "Graf Zeppelin" .05 (inderdaad zeer gestroomlijnd).

Wat we zien als we vormen van geleidelijk lagere luchtweerstand inspecteren, is dat hoewel ze soepel vooraan zijn afgerond, ze relatief lange, taps toelopende staarten hebben achter. In het geval van een bus of MotoGP-fiets kan de voorkant enigszins afgerond zijn (de fiets duwt dat aerodynamisch "vuile" voorwiel en vork ook door de lucht), de achterkant van deze voertuigen is helemaal niet taps - ze zijn in feite net afgehakt. Lucht die langs dergelijke vormen stroomt, kan niet veel druk uitoefenen op de achterkant van het voertuig, omdat het niet de plotselinge 90 graden draai bij de hak kan maken. In plaats daarvan scheidt de stroom zich af, waardoor het roerende spoor van turbulente wervelingen achterblijft die ik achter 500 GP-fietsen zag in een mistige AM-training in Eastern Creek in Australië. Maar geef het voertuig een geleidelijk taps toelopende staart en de stroom kan veel langer vast blijven zitten, tegen de taps toelopende vorm drukken, waardoor het een duwtje krijgt, net zoals uw hand een natte ellips van zeep kan voortstuwen door erin te knijpen. Vliegtuigen hebben taps toelopende staarten. Zeppelins hadden taps toelopende staarten. En vissen, die 830 keer dichter door een vloeistof moeten bewegen dan lucht, hebben beslist soepel toelopende staarten.

Een vriend van vliegtuigtechnicus die tijd doorbracht in Bonneville merkte op dat veel van de recordkandidaten daar lange puntige neuzen en relatief korte staarten hadden. Hij merkte op dat "veel van de inzendingen die ik zag misschien sneller achteruit waren gegaan", omdat hun "lange toelopende staarten" vooraan stonden.

We associëren natuurlijk puntige neuzen met hoge snelheid, want dat is wat supersonische vliegtuigen en raketten hebben (Google “Douglas X-3” of de 'Sprint' ABM), maar de fysica van subsonische en supersonische weerstand is behoorlijk verschillend. Subsonische vliegtuigen hebben mooi afgeronde, zelfs half elliptische neuzen, maar ze zijn nooit puntig. Op subsonische snelheid krijgt een eenvoudige halve bol u 80% van de weerstandreductie van een optimale vorm.

Dus dat is wat Harley-Davidsons tamelijk revolutionaire Cal Tech-kuip uit 1968 had - een ongeveer halfronde neus. Om zijn eigen kielzog tot op zekere hoogte te kunnen sluiten, bevond het breedste deel zich aan de voorkant, zodat de zijkanten naar achteren toe konden toelopen. We hielden allemaal van die kuip omdat het de topsnelheid verhoogde van elke fiets die het ooit werd geprobeerd - inclusief een kleine 250. Eric Buell plaatste een versie ervan op een van zijn productie-fietsen, maar mensen noemden het "de walvis" omdat het niet allemaal gehackt met slots, bolletjes, nepinlaten, "stealth" zaagtanden en andere favorieten van modeontwerpers.

Nou ja, maar hoe zit het met het "Kamm-effect"? Zegt dat niet dat alleen de achterkant van een gestroomlijnd lichaam afhakken niet veel erger is dan een lange staart? Nee! Wat Kamm deed was de vorm naar achteren taps toelopen naar de achterkant voor zover mogelijk , en vervolgens afhakken op het minimum mogelijke basisgebied. Een MotoGP-fiets wordt daarentegen afgesneden op bijna zijn volledige dwarsdoorsnede, waardoor maximale weerstand optreedt terwijl de wake vult met wervelende lagedrukwervelingen. Geen enkele hoeveelheid gedoe met de frontale vorm heeft enig effect op deze enorme bron van weerstand. Dit is de reden waarom John Britten ooit opmerkte: "Het enige dat mijn fiets sneller lijkt te maken, is het frontale gebied verkleinen."