Moto Guzzi: Wind Tunnel

Τι τρέχει με τον άνεμο? Ο Fergus Anderson απαντάει στις ερωτήσεις μας και  δίνει κάποια απο τα πρώτα στοιχεία δοκιμών στο τούνελ αεροδυναμικής της Moto Guzzi.

Οι ελάχιστοι οδηγοί που έχουν ξεπεράσει τα 150mph έχουν ουλές στο σώμα τους που δείχνουν οτι η αντίσταση του αέρα μπορεί να κάνει παράξενα κόλπα. Αν ο αέρας δεν απομακρύνεται με ομαλό τρόπο απο εμπρός σου, αναμφίβολα θα αναπηδήσει απάνω σου.

Τα πτερύγια σταθεροποίησης δημιουργούν κάθε φαινόμενο εκτός απο αυτό που εννοεί το όνομα τους, να σταθεροποιούν την μοτοσυκλέτα. Τουλάχιστον ένας απο τους άνθρωπους των "ρεκόρ" κόντεψε να απογειωθεί απο το έδαφος και να γράψει αεροπορικό ρεκόρ, αντί για ρεκόρ μοτοσυκλέτας. Οι περισσότεροι κατανοούμε οτι όσο αυξάνεται η ταχύτητα μεγαλώνει και η αεροδυναμική αντίσταση, αλλά λίγοι μπορούν να το θέσουν μαθηματικά οτι η αντίσταση αυξάνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας, και ακόμα πιο λίγοι να καταλάβουν τι σημαίνει αυτό πρακτικά για τον αναβάτη μιας μοτοσυκλέτας. Ούτε εγώ το καταλαβαίνω απόλυτα θεωρητικά, αλλά  στην πράξη όταν κάναμε μια μι κρή αλλαγή στο προσωπικό μου αγωνιστικό 250, ανακάλυψα στον δρόμο οτι είχαμε κερδίσει 1 μίλι τελικής που δεν έιναι μικρό πράγμα!
Για το συγκεκριμένο άρθρο έλαβα πλήρη άδεια για να εξερευνήσω το τούνελ αεροδυναμιικής, και όπως είπε ο πρόεδρος της Moto Guzzi,  Dr Giorgio Parodi " Η επίσημη θέση της Moto Guzzi είναι οτι δεν κρατάμε μυστικά σχετικά με το "τούνελ αεροδυναμικής". Απο την άλλη το τούνελ βρίσκεται στην "παιδική" του ηλικία. Κάθε ημέρα γίνονται πειράματα που οδηγούν σε συνεχείς αλλαγές. Μπορεί να χρειαστεί πολύς καιρός - ίσως και χρόνια- πριν εξαχθούν αξιόπιστα αποτελέσματα που να μεταφράζονται σε απόδοση στον δρόμο. Ήδη όμως έχουμε κάποια πρώτα στοιχεία το οποία παράγουν δεδομένα, και βλέπουμε οτι αν τα ξέραμε νωρίτερα, κάποιες δοκιμές της αγωνιστικής ομάδας θα είχαν πάρει άλλο δρόμο.
Μέχρι σήμερα έχω δοκιμάσει αρκετά αγωνιστικά και πρωτότυπα μοντέλα στο τούνελ, και αρκετά επιβεβαίωσαν τις παλαιότερες δοκιμές δρόμου, γιατί μπορούσαμε να δούμε πως η αντίσταση επηρεάζει την πραγματική απόδοση της μοτοσυκλέτας. Κάποιοι θα θυμούνται οτι πρίν τρία χρόνια ένα δικύλινδρο Moto Guzzi 250cc παρουσιάστηκε σε αρκετούς αγώνες. Αυτή η μοτοσυκλέτα ήταν ένα παράλληλο δικύλινδρο κατά μήκος του πλαίσιου. Με 25bhp  αυτή η μοτοσυκλέτα έπιανε 97.14 mph. Με την ίδια ιπποδύναμη 25bhp, ένα 250 cc μονοκύλινδρο Gambalungino (σαν αυτό που έτρεχε ο Maurice Cann πέρσι στο ΤΤ), με τον αναβάτη να χρησιμοποιεί υψηλά πίσω ποδωστήρια επιανε 105.4 mph. Η ίδια μοτοσυκλέτα με ένα μεσαίου μέγεθος fairing, σαν αυτό που χρησιμοποιήσαμε πρόσφατα στην Monza, έπιανε 108,5mph. Αυτές είναι ταχύτητες που τις πετύχαμε με ισχύ κινητήρα 25bhp, και δείχνουν καθαρά πόση παραπάνω δύναμη πρέπει να έχει ένα δικύλινδρο πριν καταφέρει να πιάσει ένα μονοκύλινδρο στον δρόμο. Είναι γεγονός οτι το δικύλινδρο έδωσε αυτήν την ιπποδύναμη εύκολα απο τα πρώτα στάδια ανάπτυξης, αλλά μέχρι σήμερα δεν έχει καταφέρει να μείνει κοντά στο μονοκύλινδρο σε αγώνα. Ίσως αν υπήρχε τότε το τούνελ με μερικά πειράματα σε ένα ξύλινο αντίγραφο να είχαμε σώσει πολλές ώρες ανάπτυξης και να μην είχε χαθεί αυτό το μοντέλο.
Πολύ καιρό τώρα όλοι έλεγαν οτι τα μονοκύλινδρα έχουν "τελειώσει" στους αγώνες, και αν τώρα φαίνεται να υπάρχει μέλλον, μάλλον πρέπει να ευχαριστήσουμε το τούνελ ανέμου για αυτό. Αν εξετάσουμε την κατηγορία των 500cc, μπορούμε να δούμε πόσο γρήγορα θα πήγαιναν διάφορα μοντέλα με μια θεωρητική ιπποδύναμη 50bhp - μια ιπποδύναμη που την ξεπερνάνε κάποια δικύλινδρα. Το παλιό δικύλινδρο Guzzi με το μακρύ σαν φέρετρο ντεπόζιτο (όπως αυτό που έτρεχει ο Bob Foster στο ΤΤ του 1949) θα έπιανε 120,28mph. Η φετινή μοτοσυκλέτα, με μικρές αλλαγές στο πλαίσιο και με ένα κάπως στρογγυλό αλλά αεροδυναμικό ντεπόζιτο έπιανε 125,86mph. Αν υποθέσουμε οτι ένα μονοκύλινδρο 500cc Gambalunga μπορούσε να έχει 50bhp - κανονικά είναι 35 bhp- θα άγγιζε τα 129,58 mph και ίσως να έφτανε τα 130 mph αν ο αναβάτης έβαζε τα πόδια του παράλληλα με το πίσω φτερό. Όλα αυτά τα νούμερα δείχνουν την σημασία της φόρμας της επιφάνειας μιας μοτοσυκλέτας και πόσο επηρεάζει την απόδοση στον αγώνα και τον δρόμο. Η διαφορά μπορεί να είναι πάνω απο 10mph.

Ένα καπρίτσιο
Το τούνελ που μας δίνει όλα αυτά τα στοιχεία είναι ένα επιβλητικό κτίσμα. Όπως είπε μια φορά ο Dr. Parodi "...χτίστηκε ως ένα καπρίτσιο". Σίγουρα λίγοι άνθρωποι μπορύν να έχουν τόσο ακριβές επιθυμίες! Προπάθησα να μάθω πόσο κόστισε, αλλά μάταια. Ο ίδιος ο Guzzi μουρμούρισε ένα νούμερο που ούτε για τις πόρτες δεν φτάνει. Ο Dr. Giorgio συμπλήρωσε "καλύτερα  μην το ρωτάς". Μάλλον κανείς δεν θέλει να θυμάται! Νομίζω οτι το σημαντικό αυτής της ιδέας είναι οτι ξεκίνησε μόλις είχε τελειώσει ο πόλεμος (2ος ΠΠ), όπου η Moto Guzzi αν και δεν είχε ιδιαίτερα οικονομικά προβλήματα, βρισκόταν σε ένα περιβάλλον με λίγα περιθώρια αισιοδοξίας για καλές πωλήσεις στο εγγύς μέλλον. Σε ένα διοικητικό συμβούλιο της εταιρείας αποφασίστηκε η παύση όλων των εργασιών επέκτασης του εργοστάσιου. Αφού συμφωνήθηκε, πήρε το λόγο ο Carlo Guzzi "Προτείνω μια εξαίρεση. Το τούνελ αεροδυναμικής". Τελικά συμφώνησαν σε αυτό, αν και πολλοί τους θεώρησαν τρελλούς καθώς δεν θεωρούσαν οτι η τεχνογνωσία που θα κέρδιζαν θα τους αποζημίωνε για το τεράστιο κόστος. Σήμερα, μετά απο τα πρώτα τέστ οι "κριτικοί" δεν μιλάνε πλέον.
Θυμάμαι τον Ernie Thomas να μου λέει πως την εποχή που ήταν στο τμήμα έρευνας της Veloccete, μερικές φορές αντιμετώπιζαν δυσκολίες που δεν λυνόντουσαν αν δεν πέρναγε ο " Γέρος" Mr. Percy Goodman να τους σώσει. Νομίζω κάτι παρόμοιο συμβαίνει και στην Moto Guzzi. Σίγουρα υπάρχει μια ομάδα εξαιρετικών μηχανικών, αλλά υπάρχει και κάποιος που δεν είναι μόνο έξυπνος, αλλά και σοφός και φυσικά εννοώ τον Carlo Guzzi. Ο Dr. Parodi μου είπε οτι για πολλά χρόνια ο Carlo Guzzi τόνιζε συνέχεια την ανάγκη μελέτης της σχέσης αεροδυναμικής φόρμας και απόδοσης στον δρόμο. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν οτι είχε δίκιο. Είναι πιθανό στο κοντινό μέλλον να δούμε μεγάλες αλλαγές στα χαρακτηριστικά των αγωνιστικών μοτοσυκλετών, καθώς οι αγώνες που προσελκύουν κόσμο -άρα και σπουδαίοι διαφημιστικά- γίνονται σε πίστες των 100mph + όπου η αντίσταση του αέρα είναι υψηλή, και είναι ευκολότερο να αποκτήσεις υψηλή τελική με βελτίωση της αεροδυναμικής, παρά με αύξηση ισχύος.
Όταν λήφθηκε η απόφαση κατασκευής, ο Carlo Guzzi κλείστηκε στο γραφείο του με τον αδελφό του Guiseppe, ο οποίος έκανε την μελέτη κατασκευής ως πολιτικός μηχανικός. Σίγουρα και οι δύο ήταν εξαιρετικοί άνθρωποι, καθώς τέλειωσαν τον σχεδιασμό χωρίς να έχουν δεί ποτέ άλλο  τούνελ αεροδυναμικής. Αποφασίστηκε να ξεκινήσουν οι εργασίες. Ένας προσεχτικός άνθρωπος της ομάδας που καλό είναι να μην πώ το όνομα του ( ΣΣ. ing Giulio Carcano), ήταν αρκετά ανήσυχος με το γεγονός οτι ένα project τόσο μεγάλου κόστους σχεδιάστηκε απο εξαιρετικούς μεν μηχανικούς μοτοσυκλέτας αλλά τελείως άπειρους σε τούνελ αεροδυναμικής. Χωρίς να πεί τίποτα σε κανένα, πήρε τα σχέδια και τα έδειξε σε έναν κορυφαίο επιστήμονα αεροδυναμικής. Ο ειδικός τα κοίταξε και είπε "Αν και ο σχεδιασμός δεν είναι συμβατικός, μπορεί να δουλέψει; προχωρείστε".
Η μορφή του τούνελ φαίνεται αρκετά καλά στο σχέδιο, οπότε δεν θα επεκταθώ σε λεπτομέρειες. Εντυπωσιακό στοιχείο είναι ο τεράστιος 12-κύλινδρος κινητήρας της FIAT με σχύ 900bhp ο οποίος καταναλώνει πετρέλαιο σε απίστευτες ποσότητες. Η τιμή της γνώσης!
Το πρόβλημα στις δοκιμές αεροδυναμικής μιας μοτοσυκλέτας είναι μοναδικά, καθώς πρέπει να ληφθεί υπόψιν και ο αναβάτης. Κανονικά, όταν ασχολείσαι με  την αεροδυναμική σε αυτοκίνητα, αεροπλάνα, ακόμα και πλοία (το στοιχείο αντίστασης στην τελευταία περίπτωση είναι το νερό - υδροδυναμική), μπορείς να φτάσεις σε ικανοποιητικά αποτελέσματα με την χρήση μοντέλων μικρής κλίμακας σε ένα εξίσου μικρό τούνελ, όπου είναι εύκολο να πετύχεις υψηλές ταχύτητες ανέμου με μικρό κόστος. Αφού όλοι οι αναβάτες μοτοσυκλέτας δεν έχουν το ίδιο μέγεθος και δεν κάθονται με ακριβώς τον ίδιο τρόπο στην μοτοσυκλέτα, οι δοκιμές των αγωνιστικών μοτοσυκλετών στο τούνελ είναι ανάγκη να γίνονται με πλήρης μεγέθους μοτοσυκλέτες και τον συγκεκριμένο αναβάτη. Υποψιαζόμουνα εδώ και καιρό οτι το σώμα μου μου δίνει αεροδυναμικό πλεονέκτημα. Αυτή η υποψία έγινε σχεδόν βεβαιότητα στο μυαλό μου πέρσι στο Montlhery. Βρήκαμε οτι μπορούσα να κάνω ταχύτερους γύρους απο τον Ruffo και τον Leoni - και οι δύο πιο μικρόσωμοι και ελαφρύτεροι απο εμένα. Το συμπέρασμα ήταν οτι είναι καλύτερα να είσαι ψηλός και αδύνατος, απο μικρόσωμος και αδύνατος.

Το τούνελ
Είναι περίεργο το συναίσθημα να κάθεσαι πάνω στην μοτοσυκλέτα μέσα στο τούνελ και να περιμένεις τον γιγαντιαίο κινητήρα να ξεκινήσει. Πρίν μπείς ο θόρυβος είναι αρκετός καθώς το δωμάτιο του τεράστιου κινητήρα είναι παράλληλο με το τούνελ δοκιμών, αλλά καθώς βρίκεται προς το πίσω μέρος του τσιμεντένιου κτίριου, με την είσοδο σου ο θόρυβος χάνεται. Η πόρτα εισόδου βρίκεται σχεδόν δίπλα στον "φορέα" που στερεώνεται η μοτοσυκλέτα, και μόλις κλείσει η πόρτα βρίσκεσαι σε σχεδόν απόλυτη σιωπή. Ανεβαίνεις στην μοτοσυκλέτα και για λίγο πρέπει να μείνεις τελείως ακίνητος, ενω ο Luigi Colombo, ο επικεφαλής μηχανικός του τούνελ, "μηδενίζει" διάφορους μετρητές. Μερικά πόδια μπροστά σου, βρίσκεται μια σίτα αλουμινίου σε σχήμα κυψέλης που βοηθάει στο να σταθεροποιείται το ρεύμα αέρα πριν αγκαλιάσει την μοτοσυκλέτα. Μακρύτερα, στο στόμιο του τούνελ εμπρός σου βρίσκεται ένας τεράστιος μετρητής ρολόι, όπου στην διάμετρο του υπάρχουν φωτάκια που δέιχνουν στον αναβάτη την αντίσταση που δημιουργεί. Μερικά εκατοστά να σηκώσεις το κεφάλι σου και βλέπεις να ανάβουν φωτάκια διαδοχικά καθώς αλλάζεις την θέση σου. Ακόμα και το πέλμα ποδιών σου να κατεβάσεις δύο-τρία φωτάκια θα ανάψουν με την προειδοποίηση οτι "δημιουργείς πολύ αντίσταση". Όπως κάθεσαι στην μοτοσυκλέτα το δωμάτιο ελέγχου είναι στα δεξιά σου, ενώ αριστερά επάνω είναι θέσεις παρατηρητών.
Μόλις χθές, παρακολουθούσα απο επάνω τον Lorenzetti να είναι στο τούνελ με ένα μοντέλο με μισό φαίρινγκ. Απο την αλουμινένια σίτα εμπρός του, είχαν δεθεί άκρες μακριού νήματος, όπως και στους αγκώνες του, γόνατα, τα άκρα του τιμονιού, τα πόδια του κλπ. και πέταγαν μέσα στην ροή αέρα. Όταν η ταχύτητα ανέμου έφτασε περίπου τα 100mph, ο τρόπος που τα νήματα στροβιλίζονταν πισω απο την μοτοσυκλέτα ήταν απίστευτος. Είχα διαβάσει για την αναταραχή της ροής αέρα, αλλά τώρα μπορούσα να την δώ. Ήταν ίσως και μια πιθανή εξήγηση για τα προβλήματα συμπεριφοράς που είχαμε με κάποια μοντέλα σε σταχύτητες 2 μίλια ανα λεπτό (ΣΣ ~ 180χλμ). Τα περισσότερα τέστ που έχω κάνει συνήθως είναι με δύο ταχύτητες ανέμου - 60 και 100 mph-  δοκιμάζοντας διάφορες θέσεις πάνω στην μοτοσυκλέτα- αγωνιστική θέση, κάθισμα εμπρός, κάθισμα πίσω, και με τα πόδια ψηλά στα πίσω ποδωστήρια. Όταν κάνει νόημα ο Luigi Colombo, κατεβάζω τα γυαλιά μου, και περιμένω για το πρώτο τίναγμα αέρα που πετάει η τεράστια FIAT όταν εκκινεί. Είναι εκπληκτικό οτι με την πρώτη περιστροφή του κινητήρα, ήδη νιώθεις αέρα στο πρόσωπο σου. Σκύβεις στο ντεπόζιτο, σε θέση αγώνα με το σώμα σου μαζεμένο και περιμένεις να σταθεροποιηθεί η ταχύτητα αέρα. 'Οταν ο Colombo μου κάνει νόημα η ταχύτητα αέρα είναι σταθερή. Παίρνω θέση σαν να ήμουν στο TΤ, να είχα μόλις περάσει την Governor Bridge, με τελευταία ταχύτητα στο κιβώτιο, και να ετοιμαζόμουν για το κατέβασμα του Bray Hill. Πρέπει να κρατάς τι ς "θέσεις" σταθερά για αρκετά δευτερόλεπτα, καθώς αναβάτης και μηχανή αιωρούνται στην βάση και η υδραυλική απόσβεση αν και κάνει την δουλειά της, μπορεί να ταλαντώσει το σύνολο αν κινηθείς άτσαλα. Έχοντας εκτελέσει τις συμφωνημένες θέσεις με τον Colombo νωρίτερα, του κάνω νόημα. Εκείνος πατάει ένα κουμπί, ένα φως αναβοσβήνει στο μηχανοστάσιο, το γκάζι της FIAT ανοίγει και άλλο και σύντομα βρίσκομαι σε μια θύελλα 100mph.

Πετώντας στον άνεμο
Πιθανά είναι η αγαπημένη θεωρία των ψυχολόγων για "την σχετικότητα των ιδεών", αλλά έχω την εντύπωση οτι εγώ πετάω και όχι ο αέρας γύρω μου. Στα 100mph  καταλαβαίνεις καλύτερα την άνοδο της πίεσης που αυξάνεται με την ταχύτητα ανέμου. Στην χαμηλότερη ταχύτητα αν σηκώσεις το ένα χέρι απο το τιμόνι, το φωτάκι στον πίνακα αντίστασης μπροστά σου θα αλλάξει μια θέση. Αν το κάνεις στην υψηλή ταχύτητα βλέπεις το φωτάκι να μετακινείται δύο-τρείς θέσεις. Για να το φανταστείς,  ο μηχανισμός που κάθεται μοτοσυκλέτα και αναβάτης είναι σαν τις κουνιστές βάρκες του λούνα-πάρκ, αλλά στην θέση της βάρκας είναι ο "φορέας" με το σύνολο μοτοσυκλέτας-αναβάτη επάνω του. Στο εμπρός μέρος του φορέα μπορείς να σκεφτείς οτι είναι προσαρτημένη μια ζυγαριά με ελατήριο, η οποία μπορεί να μετρήσει το βάρος έλξης που ασκείται στον φορέα καθώς μετακινείται προς τα πίσω  μια δεδομένη απόσταση απο την δύναμη του αέρα. Αν βάλεις το τούνελ γύρω σου και την ένταση του αέρα, είσαι μέσα!

Μερικά αποτελέσματα-το μέλλον
Δοκιμάζοντας ένα 250cc στα 100mph, σημείωσα το ακριβές φωτάκι που άναβε στο ρολόι αντίστασης. Όταν έσβησε ο κινητήρας του τούνελ κατέβηκα και τράβηξα απο το φτερό την μοτοσυκλέτα όπως καθόταν πάνω στο μηχανισμο του φορέα προς τα πίσω, μέχρι να ανάψει το ίδιο λαμπάκι αεροδυναμικής αντίστασης. Χρειάστηκε μεγάλη φυσική δύναμη-σαν να προσπαθείς να βάλεις μια πολλή βαριά μοτοσυκλέτα στο στάντ.
Τι άλλο μάθαμε, και προς τα που πρέπει να πάμε; Νομίζω οτι το δύσκολο είναι να καθορίσουμε ένα σέτ βασικών αεροδυναμικών αρχών. Είχα πει πριν λίγο καιρό (The Motorcycle-22 Μαρτίου 1951) ότι είχαμε ανακαλύψει οτι στο Gambalunga έπρεπε να καθόμαστε στο εμπρός μέρος, ανώ στο δικύλινδρο τέρμα πίσω. Αυτή είναι μια τις πολλές διαφορές που προκύπτουν, και θα πάρει πολύ καιρό μέχρι να καταλήξουμε σε συνδυασμούς που δίνουν μόνιμα πετυχημένα αποτελέσματα. Ο Giulio Carcano είχε πεί οτι το πρόβλημα έιναι περίπου όπως η σχεδίαση ενός εκκεντροφόρου- δεν μπορείς να το κάνεις εξ ολοκλήρου με την θεωρία, χρειάζεται και η διαδικασία της "δοκιμής και λάθους".
Το τούνελ είναι στενό στο εμπρός μέρος του, και μετά πλαταίνει στο σημείο που είναι η μοτοσυκλετα με τον αναβάτη, ώστε ο όγκος αέρα να είναι σταθερός στο σύνολο του. Τα πρώτα τέστ με την μηχανή της FIAT έδωσαν ταχύτητα ανέμου 120mph στο στόμιο του τούνελ, αλλά στην θέση της μοτοσυκλέτας η ταχύτητα έπεφτε στα 100mph. Τα σημερινά δικύλινδρα πιάνουν ταχύτητες κοντά στα 120mph και όλοι θα θέλαμε να τα δοκιμάσουμε σε αυτήν την ταχύτητα. Ο Dr. Parodi ήταν πολύ δυσαρεστημένος όταν ανακάλυψε οτι δεν πετυχαίναμε ταχύτητες ανέμου 120 mph στην θέση μοτοσυκλέτας. Ελπίζω να μην αγοράσει δεύτερο FIAT κινητήρα γιατί τότε η Ιταλία θα χρειαστεί εισαγωγές πετρελαίου!
Τα τελευταία δύο χρόνια η Moto Guzzi είχε πρόβλημα με την σχέση απόδοσης κινητήρων στο δυναμόμετρο και την απόδοση δρόμου. Η φανερή απάντηση είναι οτι δεν επικρατούν οι ίδιες συνθήκες, διότι αν και υπάρχει ροή αέρα γύρω απο τον κινητήρα και το καρμπυρατέρ στο δυναμόμετρο δεν λαμβάνετε υπόψιν η ροή αέρα που υπάρχει στο μπροστινό πηρούνι και τον τροχό. Ίσως στο τέλος πρέπει να συνδυάσουμε το τούνελ αεροδυναμικής με τον πάγκο δοκιμών και τον αναβάτη ώστε να έχουμε πραγματικά αποτελέσματα.

Πρώτη δημοσίευση: THE MOTOR CYCLE - 1951 
Μετάφραση-απόδοση στα Ελληνικά: Doom - Copyright © guzzista.gr

Moto Guzzi- Wind Tunnel
4 Εικόνες