Kezdi kinőni a gyerekcipőt a motorok aerodinamikája

2020.05.19. 06:09 Módosítva: 2020.05.19. 06:09

Vannak a motorgyártásban aktuálisan felkapott újdonságok, egy időben ilyen volt a végsebesség, aztán a kipörgésgátló és az IMU, most pedig az aerodinamikai szárnyak azok, amik nélkül nem létezhet csúcsmodell. Egyelőre a sportmotorok kiváltsága, de szivárog át más kategóriákba is, például a Ducati már naked bike-ra is tett szárnyakat, és azon sem lepődnék meg, ha pár éven belül túraendurókon is felbukkannának a légterelők. De miért ennyire fontosak ezek?

2020-Ducati-Streetfighter-V4-18

Az egész aerodinamikai mizéria - mint a legtöbb átütő fejlesztés - a motorsportból indult. A MotoGP-ben, ahol simán mennek 300 km/h felett, az áramló levegőben a motor úgy viselkedik, mint egy szárny, ami épp fel akar szállni. Aki ment már magasra szerelt sárvédőjű enduróval autópályán, tudja, mit élhetnek át a MotoGP pilótái az egyenesekben. A felhajtóerő pedig csökkenti az első tengely terhelését, instabil lesz a motor nagy sebességnél, de extrém esetben az eleje el is emelkedhet a földtől. 

Jogos a kérdés, hogy hát mire való az anti-wheelie (egykerekezésgátló) elektronika?

A anti-wheelie rendszerek egy giroszkóppal és egy elmozdulásérzékelővel (ld. IMU) figyelik a motor helyzetét, és ha érzik, hogy a motor eleje az égbe törne, egyszerűen belenyúlnak a nyomatékleadásba. Hogy a gyújtást veszik el, vagy a pillangószelepekkel játszanak, lényegtelen, a motor gyorsulásából vesznek vissza, ami versenyzés esetén nem előnyös. Erre mondta még régen Valentino Rossi, hogy az egykerekezés az ellenség.

A felhajtóerő nagy sebességnél rásegít erre, így a nagy tempónál jelentkező instabilitás és a kerék elemelkedése kettős probléma, amire 2016-ban kezdtek jó megoldást találni, ezek voltak az első szárnyak. Ezek fordítva működnek, mint a repülők szárnyai, vagyis nem felhajtóerőt termelnek, hanem leszorítót. 

Már a hetvenes években is gond volt, hogy a motorok szó nélkül kivágták magukat kerékre, csak akkor még a versenyzők a hátsó fékkel korrigáltak - azóta a teljesítmény viszont a duplájára nőtt, a versenygépek pedig viszont csak kb. 10%-ot híztak. Tehát elképesztő leszorítóerőre van szükségük, ugyanúgy, mint a Formula-1-ben, csak éppen nem a kanyarban, hanem az egyenesekben.

Ducati-Desmosedici-GP20-launch-20-scaled

Régen a motorok aerodinamikai fejlesztésében az egyetlen szempont a légellenállás csökkentése volt, növelve a végsebességet. Mostanra a leszorítóerő került a középpontba. A leszorító/felhajtóerő nem ugyanaz, mint a légellenállás, hiszen az ellenállás a motor hossztengelyében hat, fékezve a mozgást, a felhajtó/leszorítóerő pedig fel/lefelé, attól függően, milyen a forma. Viszont a két dolog nem független egymástól: minél több leszorítóerőt szeretnénk termelni, úgy nő a légellenállás. Az igazi okosság pedig az, hogy tudd, hogyan növeld úgy a leszortóerőt, hogy közben ne veszíts többet a légellenálláson.

Amikor megjelentek a GP-ben a szárnyak, a versenyzők veszélyesnek látták, Dani Pedrosa késeknek nevezte őket, Bradley Smith és Cal Cruchlow pedig az azonnali eltávolításukat követelte. A FIM technikai igazgatója a csapatokkal egyeztetve végül azzal tett pontot a vita végére, hogy a szárnyakat ugyan betiltották, de az idom szerves részeként továbbra is lehet aerodinamikai elemeket használni, és mostanra ez lett a MotoGP fő fejlesztési iránya, amelyet a motorblokkal egy szinten kezelnek.

A korai szárnyak 320 km/h körül tudtak kb. 20 kiló leszorítóerőt termelni. Számszakilag nehezen meghatározható mit jelent, a versenyzők a nem tudom megmondani, van-e különbségtől kezdve a kicsit nehezebb kanyarodnin át az azt hiszem, van előnye skálán nyilatkoztak, vagyis úgy tűnt, a leszorítóerő hasznos, de nem hoz forradalmat. Ennél ma már sokkal tovább jutottak. Hogy pontosan hol is tart a tudomány, nem kötik minden jöttment orrára, de szerintem nem tévedek nagyot, ha azt mondom, ennek most körülbelül a triplájánál járhatnak. Nehéz támpontokat találni, de árulkodó, hogy a Panigale V4 Superleggera - ami mégiscsak szériamotor - 280-nál 50 kiló leszorítóerőt tud a Desmosedici GP16 szárnyaival. Ezt a prototípus versenygépek már biztosan meghaladták.

2020-Ducati-Streetfighter-V4-25

Az áttörést egy új szárnyprofil hozta meg, amit a vadászrepülőknél glove vane-nek (magyarul talán kesztyűs lapát?) hívnak (a fenti képen a 30 fokban lehajló szárnyvégek), és örvényeket keltenek, lényegében nagyon kicsi tornádókat, viszont rendkívül hatékonyan szorítják lefelé a motor orrát. Mivel a szabályok korlátozzák a szárnyak méretét, a mérnökök több ilyet pakolnak egymás fölé, mostanra elég komoly leszorítóerőt tudnak termelni. Ez viszont nincs ingyen. Nehéz pontos adatot találni, de az F1-es autóknál állítólag a motor teljesítményének 60%-a a leszorítóerőért felelős légellenállás leküzdésére megy el. Cserébe felfoghatatlan módon tudnak kanyarodni és fékezni.

Motoroknál sokkal kevesebb lóerő megy el az aerodinamikára, ott ugyanis az aero szerepe inkább a stabilitásról és gyorsítás hatékonyságáról szól - egyébként éppen ez az oka, hogy a MotoGP motorok hiába lassabbak körön az F1-es autóknál, jobban gyorsulnak és nagyobb végsebességre képesek.

2020-Ducati-Superleggera-V4-09-scaled

A vezetést segítő elektronikák 10 évvel ezelőtti berobbanása hatalmas ajándék volt a motoriparnak - eladások a padlón, alig volt a gyártóknak bevételük, elektronikát pedig olcsóbb fejleszteni és gyártani, mint forgattyúsházat. A színes kijelzők és a számítógépek diadalmenete tehát üzleti érdek, és ha megnézzük, alapjaiban új blokkot mostanában alig mutatnak be, mert az öntő- és présformák költségeit nem lehet összevetni egy laptop árával. Egy évtized alatt eljutottunk oda, hogy a csúcs superbike-ok elektronikái már minden túramotorban, sőt, mostanra már a belépő szintnél is rendelkezésre állnak. Hasonló utat járhatnak be a most még misztikusan kezelt szárnyak, és új lendületet adhatnak a fejlesztéseknek - igaz, az elterjedésüket nehezíti, hogy a hasznuk 200 km/h felett kezd érvényesülni. De majd erre is lesz megoldás.

Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalbike, és ettől mi éhen halunk.

A TB olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TB-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.