>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное пособие

Гоночные мотоциклы

       

31. Обтекатели

При движении мотоцикл преодолевает силы сопротивления качению, воздуха, подъема и инерции. В общем балансе этих сил для гоночных мотоциклов большое значение имеет сопротивление воздуха. Оно может быть вычислено по формуле

где Pw — сила сопротивления воздуха, Н; сх — коэффициент сопротивления воздуха; ρ — плотность воздуха — 0,125; F — лобовая площадь, м2; v — скорость движения мотоцикла, м/с.

Таким образом, сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости и, следовательно, возрастает очень быстро с увеличением последней. В связи с этим разработка способов уменьшения сопротивления воздуха становится все более актуальной проблемой по мере увеличения быстроходности мотоциклов.

Качество внешней формы мотоцикла оценивается его коэффициентом сопротивления воздуха и лобовой площадью или фактором сопротивления воздуха, представляющим собой произведение этих величин cхF. Значения этих параметров для различных мотоциклов приведены в табл. 45.

Таблица 45.
Лобовые площади и коэффициенты сопротивления воздуха гоночных мотоциклов

Коэффициент сопротивления воздуха характеризует обтекаемость формы мотоцикла вместе с гонщиком, иными словами, характеризует способность этого комплекса вызывать при движении большее или меньшее вихреобразование в воздухе. Завихрения являются основной причиной возникновения сопротивления воздуха; наряду с этим сопротивление воздуха обусловлено его трением о поверхность мотоцикла.

Лобовая площадь определяется размерами фигуры мотоциклиста и его посадкой. Как известно, в гоночной практике для уменьшения лобовой площади применяется согнутая посадка, при которой спина мотоциклиста занимает почти горизонтальное положение. Такая посадка позволяет уменьшить лобовую площадь до 0,4—0,45 м2.

Дальнейшего уменьшения лобовой площади при классической посадке мотоциклиста верхом добиться почти невозможно. Значительно большие возможности заключены в проблеме улучшении обтекаемости. Обычный мотоцикл с водителем представляет собой тело с плохой обтекаемостью. Для улучшения формы на гоночных мотоциклах уже в течение многих лег применяют так называемые обтекатели, т. е. оболочки с плавными закругленными очерта ниями, охватывающие мотоцикл и гонщика. Назначение обтека телей состоит в уменьшении вихреобразования, вызванного движением мотоцикла.

Эффективность обтекателя зависит от совершенства его формы; кроме того, существенное значение имеет полнота охвата обтекателем мотоцикла и гонщика. С конструктивной точки зрении различают:

  1. обтекатели на отдельных деталях мотоцикла;
  2. обтекатели, охватывающие переднюю часть мотоцикла;
  3. обтекатели, охватывающие заднюю часть мотоцикла (применяются в сочетании с передним обтекателем (рис. 135));
  4. обтекатели, охватывающие мотоцикл кругом, но открытые сверху, т. е. не закрывающие сверху голову и спину гонщика;
  5. полностью закрытые обтекатели (см. рис. 20, 21).

Pис. 135. Дорожногоночный мотоцикл класса 350 cм3

Обтекатели последнего типа наиболее эффективны, но они очень стесняют движения гонщика и поэтому применяются только на рекордных мотоциклах, рассчитанных на движение по прямой.

Существуют многочисленные разновидности упомянутых выше основных типов обтекателей. Так, например, передний обтекатель может охватывать всю переднюю часть мотоцикла, включая переднее колесо, а также гонщика, или же переднее колесо остается открытым. Задний обтекатель может представлять собой небольшой насадок за сиденьем или целиком охватывать заднее колесо.

Еще не очень давно высказывались мнения о том, что обтекатели могут быть причиной травм гонщиков при случайных падениях, так как гонщику труднее отделиться от мотоцикла во время падения при наличии обтекателя. Практика мотоциклетных гонок не подтверждает этого мнения. К этому можно добавить, что существует и обратное мнение, согласно которому обтекатель защищает гонщика при падениях. ФИМ разработаны ограничения конструкций обтекателей (для мотоциклов без коляски), применяемых в шоссейно-кольцевых гонках. Эти ограничения представлены на рис. 136; переднее колесо должно быть открытым, фигура гонщика должна быть полностью видна со стороны; длина переднего и заднего обтекателей ограничивается вертикалями, проведенными через оси колес. Конец обтекаемого заднего щитка не должен выходить за вертикаль, касательную к ободу заднего колеса.

Рис. 136. Ограничения конструкции обтекателей по правилам ФИМ

Такое устройство обтекателя (рис. 137) не стесняет движений гонщика и позволяет ему легко отделяться от мотоцикла в случае падения. По-видимому, в ограничениях конструкции обтекателей известную роль сыграло стремление ФИМ искусственно снизить максимальные скорости гоночных мотоциклов в интересах безопасности их эксплуатации.

Рис. 137. Дорожногоночный мотоцикл MZ класса 250 см3 с о6текателем, соответствующим правилам ФИМ

Об эффективности обтекателя типа ФИМ можно судить по следующему примеру: гоночный мотоцикл MZ 250 см3 с двигателем мощностью 26 кВт развивал без обтекателя максимальную скорость 175 км/ч, с обтекателем 195 км/ч.

Технические требования на обтекатели гоночных мотоциклов, утвержденные ФИМ, ограничивают деятельность конструктора, направленную на снижение сопротивления воздуха. Тем не менее нельзя сказать, что все возможности в этом направлении исчерпаны. Большинство заводов испытывает свои мотоциклы с обтекателями в аэродинамических трубах с целью определения оптимальной формы мотоцикла и влияния отдельных элементов конструкции на сопротивление воздуха и условия обдува воздухом двигателя или радиатора. Применительно к рекордным заездам никаких ограничений в использовании обтекателей не установлено.

Крепление обтекателя к раме мотоцикла осуществляется посредством кронштейнов. Обтекатели изготовляют из листового алюминия или из пластмассы (стеклопластика). Применение пластмассы дает большую экономию в весе; так, передний обтекатель мотоцикла «Нортон», изготовленный из алюминия, весил около 9 кг, пластмассовый вдвое меньше, масса аналогичного пластмассового обтекателя мотоцикла «Велосегг» составляла 5,5 кг. На лобовой части обтекателя или на его боковых поверхностях предусматривают воздухозаборные отверстия для подвода воздуха, охлаждающего двигатель. От этих отверстий воздух иногда направляют к двигателю посредством специальных коробок или дефлекторов. Верхнюю часть лобовой поверхности соискателя изготовляют из прозрачного материала.

Значительного улучшения обтекаемости можно добиться за счет компоновки мотоцикла, предложенной Г. А. Бауммом (рис. 138—140).

Рис. 138. Расположение гонщика и двигателя на мотоцикле типа NSU — «Баумм»

Рис. 139. Сравнение лобовых площадей обычного мотоцикла и гоночного мотоцикла типа NSU — «Баумм»

Рис. 140. Благоприятная обтекаемая форма рекордного мотоцикла NSU — «Баумм» класса 125 см3

Гонщик расположен почти горизонтально, спиной вниз, по с приподнятой головой. Руль с рукоятками, обращенными вверх, расположен под бедрами гонщика, а двигатель находится между гонщиком и задним колесом. Эта компоновка уменьшает как лобовую площадь, тзк и коэффициент сопротивления воздуха (см. табл. 45). На мотоциклах NSU — «Баумм» были достигнуты очень высокие рекордные скорости в заездах на 1 км с хода (см. табл. 14). Приблизительно такое же устройство имели мотоцикл «Триумф», установивший абсолютный рекорд в 1962 г., рекордный мотоцикл «Джайронаут» (см. рис. 20) и многие другие конструкции.

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru