Обтекатель на мотоцикл

Большинству мотоциклистов не надо объяснять, что такое обтекатель — всем знаком облик мотоцикла для шоссейных гонок. Однако сегодня речь пойдет не о спортивных машинах, а о дорожных. Если обтекатель устанавливают на гоночный мотоцикл, то этим преследуется одна цель — максимально снизить аэродинамический коэффициент сопротивления мотоцикла с гонщиком ради достижения наивысшей скорости. Такой обтекатель, как правило, совершенно не годится для дорожного мотоцикла, причем не только потому что гонщик принимает иную, полулежачую посадку. Дело в том, что щиток, устанавливаемый на дорожный мотоцикл, должен выполнять и другую важную функцию — защищать водителя й пассажира от прямого воздействия встречного воздушного потока. Известно, как нелегко ехать на мотоцикле без щитка с высокой скоростью, а при сильном встречном ветре 70 км/ч покажутся весьма высокой, — мышцы спины и рук очень быстро дают знать об этом. Обтекатель должен избавить водителя от необходимости сжимать рукоятки мертвой хваткой, обеспечить свободную посадку, облегчающую управление, снизить риск простуды. Немаловажно и то, что он в значительной мере может предохранить костюм от загрязнения. Суммируя все, можно коротко сказать: хороший обтекатель, сохраняя мотоциклу «мотоциклово», приближает его к автомобилю.

Преследуя те или иные цели, мотоциклисты оснащают свои машины разными ветровыми щитками — от самых простых и непритязательных до таких, что соперничают с изделиями известных фирм. К сожалению, большая часть их является скорее щитом, чем обтекателем. Теперь, когда топливо становится проблемой века, надо учитывать их влияние на аэродинамическое сопротивление мотоцикла с водителем.

Мы говорим, естественно, о сопротивлении системы «мотоцикл плюс водитель», поскольку в реальных условиях движения «делают погоду» не формы машины, а сидящие верхом водитель с пассажиром. Не случайно опытные люди избегают любой одежды, способной раздуваться и полоскаться в воздушном потоке. Наоборот, одежда, плотно облегающая, имеющая минимум выступающих деталей, может существенно снизить лобовое сопротивление. Если вас волнует не только защита от ветра и грязи, помните, что сопротивление системы «мотоцикл плюс водитель» сильно зависит и от того, какой ветровой щиток и как установлен на мотоцикл. Ранее (см. «За рулем», 1974, № 5 и 6) мы показывали, как его геометрические размеры и форма сказываются и на устойчивости мотоцикла.

Рис. 1. Оптимальные формы и размеры щитка.

Один из признаков не очень удачного щитка — сильные завихрения потока за ого кромками. Насколько они бывают значительны, вы можете судить по крупным комьям грязи, втягиваемым в самые труднодоступные места за щитком, куда, казалось бы, они никак попасть не могут. Эти завихрения вызывают колебания щитка и руля, мотоцикл на ходу воспринимается как не вполне устойчивый, что неприятно, а главное — небезопасно.

И если после установки щитка мотоцикл стал на ходу рыскать, руль дергается в стороны, есть основания сомневаться в аэродинамическом совершенстве вашего изделия. При этом ждите, что скорость машины снизится, а расход топлива возрастет. Ныне, когда скорость ограничена 70 км/ч почти всюду, первое обстоятельство большого значения не имеет, но второе нельзя сбрасывать со счетов. Вспомните, не приходилось ли вам в дальнем пробеге пожалеть о лишнем сожженном литре бензина, когда в баке пусто, а до ближайшей бензоколонки еще тридцать километров.

К сожалению, далеко не все поступающие в продажу щитки отвечают требованиям аэродинамики. И не мудрено, что опытные мотоциклисты, приобретая щиток, подчас вооружаются пилой и решительно его обрезают. Между тем это простое, вроде бы, устройство не так-то просто, если иметь в виду массового потребителя. У каждого мотолюбителя здесь своя мерка, и каждый по-своему прав.

Одних полностью устраивает простейший «ветровик», недорогой, легко ремонтируемый. Действительно, он может быть наиболее подходящим, например, для езды по плохим дорогам. Во-первых, вряд ли там придется часто пользоваться высокой скоростью, а во-вторых, среди кочек и канав увеличивается риск упасть и поломать обтекатель, — с простейшим тут как-то спокойнее! Прав мотоциклист? Безусловно.

Его коллега бездорожья не видит, чаще всего ездит по асфальту. Он рад был бы приобрести настоящий, полноценный обтекатель, даже за хорошую цену. Третьего не беспокоят рассуждения теоретиков: для него главное — внешность любимой машины, и если окружающие, увидев ее, теряют дар речи, он счастлив! О таком типе мотолюбителя, как и о первом, сейчас говорить не будем. Вернемся ко второму. Это, как правило, самый обыкновенный человек, для которого ИЖ или ЯВА не игрушка, но и не чисто спортивный снаряд, а прежде всего — средство транспорта, которое разумный владелец стремится сделать максимально удобным для себя, бот ему-то мы и хотим помочь.

В отличие от выпускаемых промышленностью, самодельные щитки — это море, в котором ни одна волна не повторяет другую. Начинающему конструктору нетрудно в открытом море попросту сбиться с курса. Один из опасных «подводных камней» — всевозможные крайности. Избегайте их.

Так, волнения начнутся с того, что вам станет жаль резать кусок оргстекла, и вы рискуете соорудить щит размером в добрый квадратный метр. Не скупитесь, иначе вам потом придется немало доплачивать за перерасход бензина, повышение износа мотора и т. д. Другая крайность — щиточек размером в ладонь. Его изобретатель-фанатик красочно расписывает достоинства, создавая рекламу. Не верьте. Вы этих достоинств не обнаружите. Подобные примеры можно продолжить.

Итак, коль скоро мы заговорили о размерах щитка, сошлемся на опыт. Если щиток имеет удачную обтекаемую форму, то для хорошего выполнения защитных функций вполне достаточны размеры, показанные на рис. 1. Как видим, он может быть уже плеч на добрых 50—100 мм. Увеличение его ширины здесь не столько улучшает защиту, сколько повышает сопротивление, особенно если щиток маловыпуклый.

Внизу ширина может быть примерно такая, как расстояние между внешними точками колен водителя. Но и тут могут быть определенные отклонения, связанные с формой щитка. Скажем, если он обтекаемый, сильно выпуклый, то его ширина в нижней части может ограничиваться линией А—В (см. рис. 1), зависящей от ширины бака в этом месте и угла поворота руля.

Какой высоты сделать щиток? Обычно рекомендуется располагать верхнюю кромку его несколько ниже глаз водителя. В практичности этого совета вы легко убедитесь, когда доведется ехать в дождь или, что еще хуже, в густом тумане, конденсирующемся на стекле. Оно становится непрозрачным, и, чтобы видеть дорогу, приходится смотреть поверх него.

Однако не будет ли при выполнении такой рекомендации плохо глазам, не станет ли поток дуть прямо в лицо? Если щиток имеет правильную форму и верно установлен, можно добиться, что поток будет дуть не в глаза, а чуть выше, в шлем водителя. И все же из собственного многолетнего опыта знаем, что реальный воздушный поток — капризен, он не всегда ведет себя так, как хотелось бы. Во всяком случае, если кромка щитка ниже глаз на 100 мм, то поднять поток выше головы вряд ли удастся. Это реальность, с которой приходится считаться.

Рис. 2. Характер (представлен упрощенно) обтекания щитков воздушным потоком:
а — плоский щиток;
б — выгнутый щиток средней высоты;
в — низкий.

Какую установку щитка считать правильной? Давайте разберемся. Первый вариант. Почти плоский щиток установлен вертикально (рис. 2, а). В этом случае он оказывается далеко от лица и плеч водителя. За щитком образуются сильные завихрения, потому что в зону пониженного давления за ним устремляются воздушные струи извне. Хотя лицо водителя не подвергается действию прямого потока, намного ли ему легче? Ведь сильные завихрения, подобно насосу, втягивают за щиток и всевозможную грязь. Страдают глаза, пачкается одежда. В то же время такой щиток ухудшает устойчивость мотоцикла и повышает сопротивление, будто парус, выдвинутый в набегающий поток.

Наша задача — по возможности лишить щиток такой роли. Для этого придется изменить его установку так, чтобы он вписался в плавный — вообразите это — контур системы «мотоцикл плюс водитель. Как видно из рис. 2,б, щиток надо будет довольно сильно наклонить (угол к вертикали 36—46°), а кромку его приблизить насколько можно к лицу водителя. При малом расстоянии от кромок щитка до водителя в пространстве между ними сильных завихрений не будет. Вот тут-то и появляется возможность заставить поток плавно подняться и пройти выше глаз. Кромка — ниже глаз, но обратите внимание на ее форму: верхняя часть стекла отогнута на 10—15° навстречу потоку. Если угол больше, это, по нашим наблюдениям, ухудшает работу щитка — вместо отклонения потока получается его завихрение.

Стремясь приблизить кромку щитка к себе, и здесь опасайтесь крайностей. Об эту кромку можно удариться лицом или плечом просто при езде по неровной дороге, не говоря уж о падении. Не случайно некоторые опытные мотоциклисты окантовывают ее мягкой резиной. Но есть, на наш взгляд, более интересное й надежное решение. Поскольку с обтекателем такого типа ездят преимущественно по шоссейным
дорогам, весьма эффективным дополнением к нему является закрытый мотошлем (типа «интеграл»), который ныне выпускает отечественная промышленность. Такой шлом наилучшим образом предохраняет всю голову водителя, включая и лицо, от травм и одновременно обладает одним замечательным свойством: остекление шлема очень выпуклое и так приближено к глазам, что сквозь него дорога видна отлично даже при сильном ливне. Таким образом, стекло шлема вполне способно заменить верхнюю часть обтекателя, который можно сделать благодаря этому значительно более низким и обеспечить лучший обзор (см. рис. 2, в). Автор на протяжении многих лет пользуется шлемом такого типа и щитком, что дало возможность убедиться в их эффективности.

При редакционных испытаниях отечественных и зарубежных мотоциклов мы в ряде случаев оснащали их обтекателями собственного изготовления. Публикация фотографий, где они видны, вызывала интерес читателей и письма с просьбой напечатать их чертежи. Сделать это невозможно, поскольку обтекатели изготовлялись по месту, без специальных чертежей и имеют столь сложные пространственные формы, что представить их на бумаге чрезвычайно трудно. Да и нужно ли? Мотолюбители при желании самостоятельно создают интересные конструкции, сообразуясь со своими фигурой, вкусом и возможностями. Вот, например, какой обтекатель сделал читатель «За рулем» В. Ковалев из г. Брянска (рис. 3).

Рис. 3. Щиток В. Ковалева

Что же реально, кроме защиты, дают подобные обтекатели? В прошлом, когда не было жестких скоростных ограничений и мотоциклисты, прямо скажем, не столь бережно, как сегодня, относились к бензину, проще была и оценка. Мы убедились тогда, что мотоцикл, оснащенный обтекателем, развивает заметно более высокую скорость, причем резко улучшаются его динамические качества именно на высоких (100—110 км/ч и более) скоростях. Это намного облегчало, например, процесс обгона.

Сейчас об испытаниях такого рода не может быть и речи. Однако когда на ЯВЕ-634 мы установили обтекатель, то при движении группы однотипных машин накатом замечали, что наша теряет скорость гораздо медленнее, из-за чего порой приходилось ее притормаживать, дабы не нарушить строя. Между тем мотоцикл был оснащен большим кроссовым рулем, и, следовательно, посадка водителя на нем была в отношении аэродинамики не самой выгодной. Точный расход топлива мы не замеряли. Однако сравнение с другими мотоциклами той же модели в группе опять-таки показывало преимущество нашего.

Что касается материалов, применяемых для изготовления обтекателей, здесь многое зависит от конструкции. Наиболее простые щитки делают из оргстекла (верх) и гнутого дюралевого листа (низ), обтекатели сложной формы выклеивают из стеклоткани с эпоксидной смолой или выколачивают из дюралевого листа по болванке. Надо иметь в виду, что это требующая специальных знаний и навыков работа.

Э. КОНОП, инженер

1983N02P22-23