Κείμενο: Νεκτάριος Διατσίδης, Μηχανολόγος

Πόσο ανατρεπτικές αλλαγές μπορούν να γίνουν από τη μία χρονιά στην άλλη; Είναι πλέον η αεροδυναμική η μεγαλύτερη εξέλιξη όπως και στον χώρο της F1; Πόσο συναρπαστικό μπορεί να γίνει το πρωτάθλημα όταν οι εξελίξεις είναι μικρές και πόσο οι μικρές αλλαγές μπορούν τελικά να έχουν τεράστιο ενδιαφέρον; 

Ας απαντήσουμε στα ερωτήματα, 30 ημέρες πριν από το ξεκίνημα του MotoGP 2023. 

H Aprilia από το 2022 χρησιμοποιεί διπλή πτέρυγα μπροστά και φαρδύτερο φέρινγκ στο κάτω μέρος, ώστε να δουλεύει ως διαχύτης

Η εξέλιξη της μοτοσυκλέτας ώστε να γίνει πιο γρήγορη δεν είναι καθόλου εύκολη υπόθεση. Ενώ στο χώρο του αυτοκινήτου και ειδικότερα στην Formula 1 εδώ και χρόνια η βελτίωση της πρόσφυσης προέρχεται από την αεροδυναμική πίεση προς τα κάτω, καθιστώντας την ταχύτατη στις γρήγορες ανοιχτές στροφές, στην μοτοσυκλέτα και στην κορυφαία κατηγορία MotoGP δεν είναι τόσο απλό συγκριτικά να συμβεί αυτό ώστε να υπάρχει ανάλογο αποτέλεσμα. Ο λόγος όμως που αυτό δεν συμβαίνει είναι κυρίως η κλίση η οποία πρέπει να δημιουργηθεί για να στρίψει η μοτοσυκλέτα, ισορροπώντας στη μικρή επιφάνεια επαφής των δύο τροχών της. 

Σε αντίθεση με την ισορροπία των τεσσάρων τροχών στην F1 και τη μεγάλη επιφάνεια επαφής τους με το δρόμο, στη μοτοσυκλέτα του MotoGP η ισορροπία προέρχεται από την μετατόπιση του κέντρου βάρους ως προς τη νοητή ευθεία ανάμεσα στις περιορισμένες επιφάνειες επαφής των δύο ελαστικών. Για να ξεκινήσει το στρίψιμο της μοτοσυκλέτας πρέπει το βάρος του οδηγού να πέσει προς το εσωτερικό της στροφής και εσωτερικά από τη νοητή ευθεία επαφής των τροχών μέχρι τη μέγιστη κλίση, όπου και πάλι το κέντρο βάρους πρέπει να βρίσκεται επάνω στη νοητή ευθεία. 

Για να αυξηθεί το κράτημα προσθέτοντας αεροδυναμική πίεση όπως και στην F1, χρειάζεται να ασκείται δύναμη κάθετα προς το δρόμο, ώστε με βάση και το συντελεστή τριβής των εξαιρετικά μαλακών ελαστικών να αυξάνεται κατά πολύ το κράτημα. Η πίεση που μπορεί να ασκείται στην ευθεία κάθετα δεν είναι εύκολο να ασκηθεί κάθετα από τα ελαστικά προς την άσφαλτο και στις στροφές. Επειδή η κλίση της μοτοσυκλέτας αλλάζει, η δύναμη πλέον έχει την κλίση της μοτοσυκλέτας και είναι προς το εξωτερικό της στροφής. 

Αν παρατηρήσουμε προσεκτικά θα δούμε στο εσωτερικό της στροφής ότι το φαρδύτερο πλαϊνό φέρινγκ βρίσκεται πολύ κοντά στην άσφαλτο, δημιουργώντας το φαινόμενο Bernoulli

Η λύση για να δημιουργείται κάθετη δύναμη στα ελαστικά όταν είναι πλαγιασμένη η μοτοσυκλέτα, προέρχεται από το σχεδιασμό των κάτω πλαϊνών φέρινγκ, ώστε να δουλεύουν εναλλακτικά ως διαχύτες, καθώς πλησιάζει το ένα τμήμα τους κοντά στην άσφαλτο αυξάνοντας τη ροή του αέρα και μειώνοντας την πίεση (φαινόμενο Βernοulli), ενώ το αντίστοιχο εξωτερικό τμήμα με την ελευθερία του αέρα να περάσει από πάνω, έχει περισσότερη πίεση και έτσι δημιουργείται μία συνισταμένη δύναμη σχεδόν κάθετη προς τα κάτω βελτιώνοντας το κράτημα. 

Από τη στιγμή που δημιουργείται η δύναμη αυτή, εφαρμόζεται εκτός της νοητής γραμμής της επαφής των δύο ελαστικών και προς το εσωτερικό της στροφής, οπότε και στη μοτοσυκλέτα επιτρέπει να μειωθεί η κλίση της, για να εξισορροπήσει με το κέντρο βάρους την πρόσθετη αυτή αεροδυναμική δύναμη. Επειδή όμως το κράτημα αυξάνεται και η φυγόκεντρος μεγαλώνει, η κλίση τελικά αυξάνεται λίγο, αλλά όχι αναλογικά πλέον. 

Έτσι όσο πιο πολύ εξελιχθούν στο μέλλον ακόμη περισσότερο τα αεροδυναμικά βοηθήματα και ο σχεδιασμός των πλαϊνών φέρινγκ, δεν θα χρειαστεί η μοτοσυκλέτα να πλαγιάζει πολύ περισσότερο για να στρίψει με τη μεγάλη φυγόκεντρο και το πολύ κράτημα. Αν αναλογιστούμε ότι σήμερα ακουμπάνε στην άσφαλτο οι αγκώνες των αναβατών και η μοτοσυκλέτα μαζί με τα ελαστικά είναι στο όριο μέγιστης κλίσης, τότε ο κατάλληλος σχεδιασμός για την κατανομή των αεροδυναμικών πιέσεων είναι πλέον η λύση για να υπάρχει πολύ περισσότερο κράτημα στις στροφές, χωρίς πολύ μεγαλύτερες κλίσεις.

Και η Αυστριακή ΚΤΜ προχώρησε σε λύση φαρδύτερου φέρινγκ στο κάτω μέρος του

Η συνολική επίδραση των δυνάμεων σε μία μοτοσυκλέτα είναι πολύ πιο σύνθετη από αυτή των αυτοκινήτων και ο επηρεασμός της γεωμετρίας είναι πιο πολύπλοκος, με την επιπλέον δυσκολία του αναβάτη, στο να μην έχει υποβοήθηση στις δυνάμεις που αυτός ασκεί στο χειρισμό της μοτοσυκλέτας. Με αποτέλεσμα να χρειάζονται πολλές αλλαγές στη γεωμετρία για να οδηγηθεί ευκολότερα και κάτω από μεταβαλλόμενα αεροδυναμικά φορτία. Η μεγαλύτερη δυσκολία που προκύπτει είναι η αεροδυναμική αστάθεια που προκαλείται κυρίως από την προπορευόμενη μοτοσυκλέτα και τη μεγάλη μετωπική επιφάνεια που αυτή διαταράσσει, καθώς πλαγιασμένη καταλαμβάνει μεγάλο πλάτος στην πίστα και περιορίζει την καθαρή ροή αέρα στον επίσης πλαγιασμένο αναβάτη που ακολουθεί, ενώ και στον πλάγιο άνεμο αλλά και έντονο γενικότερα υπάρχει μεγαλύτερη δυσκολία στην οδήγηση. Επιπλέον η ψύξη του εμπρός ελαστικού μειώνεται σε αυτόν που ακολουθεί, υπάρχει μεγαλύτερη φθορά αλλά και αστάθεια στην απόδοση του ελαστικού, που λειτουργεί σε ορισμένη πίεση και θερμοκρασία.

Η εξέλιξη αεροτομών στο πίσω μέρος των μοτοσυκλετών θα συνεχιστεί και το 2023

Τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οδηγοί και μηχανικοί είναι πλέον περισσότερα και μάλιστα η δυσκολία προσπεράσεων είναι κάτι που μειώνει το ενδιαφέρον σε έναν αγώνα, όσο και αν είναι συναρπαστικό το πόσο πιο γρήγορα μπορεί να στρίψουν οι μοτοσυκλέτες. Στο χώρο της F1 ήδη έχει ξεκινήσει η εξέλιξη της αεροδυναμικής με στόχο την ομαλή ροή του αέρα μετά το μονοθέσιο, ώστε να μην επηρεάζει πολύ το επόμενο, και αυτό θα περάσει σύντομα και στο χώρο του MotoGP το οποίο πλέον είναι σε τροχιά να βελτιώσει το κράτημα, αλλά με προσεκτικά βήματα καθώς οι αναβάτες έχουν τον κίνδυνο της πτώσης ανά πάσα στιγμή, πόσο μάλλον στην είσοδο στις στροφές και με τη χρήση του μπροστινού φρένου κάτω από αυτές τις μεταβαλλόμενες συνθήκες. 

Διαχύτες και στο φετινό φέρινγκ της Yamaha

H Aprilia πειραματίζεται και με ένα αεροδυναμικό φτεράκι προσαρμοσμένο στο μπροστινό φρένο και πιρούνι, ώστε να δημιουργεί και εκεί μια μικρή κάθετη δύναμη στο πλάγιασμα!

Όμως τα προβλήματα δεν είναι μόνο τα παραπάνω. Όλα τα αεροδυναμικά βοηθήματα από το μπροστινό μέρος έως το πίσω, έχουν σύνθετη λειτουργία που επηρεάζεται από τη θέση του αναβάτη και πρέπει να γίνεται προσεκτική μελέτη όταν υπάρχει ο συνδυασμός της διαφορετικής ροής αέρα από σημείο σε σημείο πίσω από μία προπορευόμενη μοτοσυκλέτα. Οι διαφορετικές δυνάμεις που αναπτύσσονται προκαλούν δεξιόστροφες ή αριστερόστροφες ροπές στη μοτοσυκλέτα με τάση να την πλαγιάσουν περισσότερο ή λιγότερο αλλά και να μεταβάλλουν το κράτημα, αναλογικά κάνοντας υπερβολικά δύσκολη την οδήγηση. Ο υπολογισμός της προσομοίωσης της συμπεριφοράς που γίνεται από τους μηχανικούς και τα κομπιούτερ, δεν είναι εύκολη υπόθεση καθώς δεν έχουν όλα τα δεδομένα από μία προπορευόμενη μοτοσυκλέτα και τη ροή του αέρα που αφήνει σε κάθε πιθανή θέση και απόσταση. Επομένως η εξέλιξη της αεροδυναμικής θα είναι πολύ σημαντική και στο χώρο του MotoGP, όπως και στην F1, με στόχο την καθαρή ροή αέρα που πρέπει να αφήνει πίσω η κάθε μοτοσυκλέτα.

Σε λίγο οι διαχύτες στην ουρά των μοτοσικλετών θα είναι υποχρεωτικό να δημιουργούν μια ομαλή ροή αέρα, για να μην ενοχλούν τη μοτοσυκλέτα που ακολουθεί

Από τη στιγμή που υπάρχει πλέον η εξίσωση της καθαρής ροής να λυθεί μαζί με πολύ πιο μεγάλη ακρίβεια στο σχεδιασμό, λόγω της ευαίσθητης ισορροπίας, υπάρχει και η βελτίωση του κρατήματος από πιο χαμηλές ταχύτητες. Σε αυτόν τον τομέα η εξέλιξη προέρχεται από το σχήμα των αεροδυναμικών βοηθημάτων αλλά και από την εισαγωγή και εξαγωγή αέρα εσωτερικά του φέρινγκ, προκαλώντας διαφορά της ροής ανάλογα με την ταχύτητα. Όλες αυτές οι λειτουργίες έχουν στόχο τη βελτίωση του κρατήματος από τις χαμηλότερες ταχύτητες αλλά και τη μείωση της συνολικής αεροδυναμικής αντίστασης στις υψηλότερες, όπου είναι μεγαλύτερο το όφελος στο κράτημα αλλά μειώνεται η τελική ταχύτητα. Θυσιάζοντας λίγο από το κράτημα στις στροφές, αυξάνεται η τελική, ενώ σε χαμηλότερες ταχύτητες χρειάζεται όσο το δυνατόν περισσότερο κράτημα. Σε όλη αυτή την αεροδυναμική απόδοση υπάρχει και η καλύτερη δυνατή φόρτιση των ελαστικών ώστε να έχουν τη λιγότερη δυνατή φθορά και αυτό έχει να κάνει πολύ με τη συνολική συνισταμένη δύναμη και τη διεύθυνσή της.

Η Aprilia πρωτοπορεί και στη διοχέτευση αέρα που περνά μέσα από το φέρινγκ και κατευθύνεται στους ώμους του αναβάτη, ώστε να ομαλοποιείται η ροή του αέρα εκεί!

Είναι συναρπαστική η λειτουργία όλων των παραπάνω και το πιο σημαντικό είναι η ταχύτητα στις στροφές και η βελτίωση των χρόνων. Το θέαμα που προκύπτει από την ταχύτητα είναι το ζητούμενο και κάθε αεροδυναμική βελτίωση που μειώνει έστω και λίγα εκατοστά του δευτερολέπτου το χρόνο γύρου είναι σημαντική δείχνοντας ότι δουλεύει και δεν δημιουργεί προβλήματα. Το πόσο συναρπαστικό μπορεί να γίνει ένα πρωτάθλημα έγκειται ακόμα και στην πιο μικρή διαφορά υπεροχής της κάθε ομάδας, που παλεύει πλέον με τα νέα δεδομένα, συμβάλλοντας ταυτόχρονα βήμα προς βήμα σε μία πολύ δύσκολη και πολύ ενδιαφέρουσα εξέλιξη, όπου το κράτημα θα έχει πρωτεύοντα ρόλο. Με δεδομένη τη δυσκολία προσπεράσεων στις στροφές, η χρυσή τομή είναι πολυσύνθετη υπόθεση, οπότε και η αντιμετώπιση των προβλημάτων της κάθε ομάδας είναι θέμα επιλογών και δυνατοτήτων. Οποιαδήποτε έστω και μικρή αλλαγή στην επίδοση έχει τεράστιο ενδιαφέρον για εμάς που παρακολουθούμε αυτή τη μάχη με τα πολλά μέτωπα. 

Αναμένουμε ένα συναρπαστικότατο πρωτάθλημα για το 2023 με την εξέλιξη στην αεροδυναμική να συνεχίζεται υποσχόμενη ότι θα έχουμε και μάχες των οδηγών ανά αγώνα αλλά και μάχες των μηχανικών στο να βρούνε τη χρυσή τομή.