Olemme jo aiemminkin kertoneet White Motorcycle Concepts -nimisestä yrityksestä, joka on keskittynyt venturi-putken hyödyntämiseen kyseisen ongelman ratkaisemiseksi.
Aiheesta enemmän tässä jutussa: Maailman nopein sähkömoottoripyörä on rakennettu ison aukon ympärille – mutta miksi?
Venturi-putki on nimensä mukaisesti putkimainen aukko, joka tässä tapauksessa kulkee halki moottoripyörän ja pienentää merkittävästi sen ilmanvastusta vähentämällä moottoripyörän taakse muodostuvaa vetoa ja turbulenssia.
White Motorcycle Concepts ryhtyi yhteistyöhön amerikkalaisen sähkömoottoripyörävalmistaja Zeron kanssa selvittääkseen, millaista parannusta pyörän halki kulkeva ontto putki toisi SR/S-mallin aerodynamiikkaan.
Autojen osalta aerodynaamiseen suorituskykyyn on panostettu jo pitkään, mutta moottoripyörien osalta ollaan vasta lapsenkengissä. Autossa asiat ovat yksinkertaisempia, sillä niissä kuljettaja istuu ajoneuvon sisällä, moottoripyörissä taas olennaisena osana ilmanvastusta. Moottoripyörien design- ja suunnitteluperiaatteet noudattavat tänä päivänä valtaosaltaan samoja periaatteita kuin niiden edeltäjät 1900-luvun alkupuolelta.
Moottoripyörien keveys ja suuri teho ovat osaltaan korostaneet sitä, ettei suunnitteluperiaatteiden muuttamiseen ole ollut suurta tarvetta, ja katteet on usein rakennettu näyttämään nopeilta, mutta ne ovat auttaneet vain vähän ilmavirtojen melskeessä niiden ympärillä.
Sähkömoottoripyörät tarvitsevat parempaa aerodynamiikkaa
Sähkömoottoripyörät ovat kuitenkin tuomassa muutoksen. Niissä tarvitaan muotoja, jotka mahdollistavat pienimmän ilmanvastuksen psrermman suorituskyvyn ja pidemmän ajomatkan saavuttamiseksi.
– 100 kilometrin tuntinopeudessa moottoripyörä käyttää 80 % tehostaan ilmanvastuksen voittamiseen, kertoo Ian Hird, White Motorcycle Conceptsin (WMC) kaupallinen johtaja.
Maailmanennätyksen tavoitteluun suunnitellun WMC250EV:n venturiputki on halkaisijaltaan iso ja dominoiva piirre ulkoasua.
WMC:n putki- tai kanavateknologiassa ilma johdetaan moottoripyörän läpi erityisesti konfiguroitua kanavaa pitkin. Tämä kulkee etupyörän takaa pyörän läpi ja vie ilmaa takapyörälle.
– Putkiteknologia on yksinkertaista, Hird selittää. – Siinä ei ole paljoa menetettävää eikä se lisää juurikaan pyörän painoa, eikä tarvitse huoltoa. Sen suorituskyky pysyy samana ensimmäisestä päivästä eikä heikkene vuosien mittaan.
Vähentämällä ilmanvastusta ja siten pienentämällä akkujen taakkaa, paremmalla aerodynamiikalla on todellista vaikutusta sekä ajomatkaan latauksella että huippunopeuteen. Mitä nopeammin pyörällä ajetaan, sitä isompi vaikutus kanavalla on suorituskykyyn.
WMC:n WMC250EV-pyörä on malliesimerkki venturi-kanavan käytöstä. Pyörällä pyritään aikanaan rikkomaan sähkömoottoripyörien nopeusennätys, tavoitteena on 250 mailin, 402 kilometrin tuntinopeuden ylittäminen. Siitä on enemmän tarinaa yllämainitussa jutussa.
WMC:n tavoitteena on toimia yhteistyökumppanina eri mp-valmistajien kanssa ja saada kanavateknologia laajempaan käyttöön. Sitä varten se on suojannut teknologiaansa useilla patenteilla.
Projekti Zero
Toteuttaakseen projektinsa Zeron kanssa, WMC kehitti 39 erilaista kanavamuotoilua ja kahdeksan erilaista etulokasuojan rakennetta SR/S-mallin aerodynamiikan optimoidakseen. Haasteena oli jo olemassaolevan moottoripyörän rakenne – runko ja akusto, joita ei voinut muuttaa.
Zero SR/S:n putken designissa jouduttiin ottamaan huomioon valmiin pyörän rakenne, esimerkiksi akusto.
Ensimmäinen askel oli määrittää, mikä olisi paras paikka kanavan ilman sisäänotolle. Nopeusennätyspyörässä se oli pyörän nokassa. Mutta Zeron aerodynamiikkaa testattaessa osoittautui, että sen nokka oli jo varsin aerodynaaminen. Sen sijaan ongelmaksi ilmeni se, että ilma jäi loukkuun etupyörän takana ja puskeutui pyörän alle ennen kuin päätyi takapyörälle ja loi vetoa.
Kanavan toteuttamisessa pelkkä reiän rakentaminen pyörän halki ei riitä, vaan täytyy tutkia kaikkea sekä sitä, miten asiat vaikuttavat toisiinsa.
– Ilma on laiskaa. Se tekee aina asiat helpoimman kautta, joten sen kulkua täytyy ohjata ja johtaa, Hird totesi.
Havainto johti suureen työmäärään pyörän olemassaolevien katteiden ja kanavan sisäänmenon kanssa. Etulokasuojaan lisättiin uloke nostamaan ilma ylös ja suoraan kanavan sisääntuloaukkoon. Kaksihaaraiseksi muotoiltu ulostuloaukko puolestaan estää tehokkaasti kuljettajan taakse syntyvää turbulenssia vähentäen vetoa.
Zeron kohdalla saavutettiin kelpo tulos. Pyörän aerodynaaminen tehokkuus parani 10 %, mikä tarkoittaa 9 % pidempää ajomatkaa latauksella valtatienopeuksilla.
Kanava kulkee pyörän läpi puhtainta mahdollista reittiä, mutta se joutuu kiertämään esimerkiksi akustoa. Vaikka WMC:n tiimi joutui ohjaamaan ilmavirran ei-optimaalisinta reittiä, jo pienin muutoksin, esimerkiksi akuston kotelon muotoilun muuttamisella saavutettaisiin vielä 3 % parempi tulos.
– 10 % parannus oli kompromissi, koska valmiissa pyörässä on kiinteitä kohtia, joita emme voineet siirtää. Emme voineen muuttaa akuston koteloa. Toinen, mihin emme ajan puutteen vuoksi ehtineet koskea, olivat pyörän muut ulkopuoliset osat ja miten osat olisi voinut toteuttaa paremman aerodynamiikan nimissä. Sormituntumalla olisimme voineet päästä kaikkiaan noin 20 % parannukseen, Hird pohti.
Jatkossa WMC toivoo pääsevänsä suunnittelupöytään jo siinä vaiheessa, kun uutta moottoripyörämallia suunnitellaan, jolloin tulokset voisivat olla vielä parempia aerodynamiikan osalta. On mielenkiintoista nähdä, millaisia vaikutuksia tällä jatkossa on, sillä 18 % esimerkiksi 150 kilometrin ajomatkasta latauksella maantienopeudella merkitsee 27 lisäkilometriä.
Ilmakanavaa voidaan käyttää myös akuston jäähdyttämiseen.
Aiheesta aiemmin:
Sunnuntai 27.6.2021 12:41
Maailman nopein sähkömoottoripyörä on rakennettu ison aukon ympärille – mutta miksi?