דף הבית / מדריכים / טכני / טכני: כנפונים להצמדה
Tech-Wings-002

טכני: כנפונים להצמדה

בשנים האחרונות התפתחה אופנת הכנפונים לאופנועי הספורט ואף הנייקד-ספורט; אלו נועדו להגביר את כוח ההצמדה של הגלגל הקדמי ולשפר את האחיזה

הופעת כנפוני ההצמדה האווירודינמיים ב-MotoGP לפני מספר שנים זלגה גם לאופנועי הכביש הסדרתיים – לשיפור האחיזה מצד אחד וחידוד הנראות מהצד השני. מה באמת הכנפונים עושים והאם באמת צריך אותם?

דוקאטי פניגאלה V4, דוקאטי סטריטפייטר V4, אפריליה טואנו V4 X, הונדה CBR1000RR-R – אלו חלק מדור האופנועים החדש, החוקיים ומיועדים לשימושי כביש, שמגיעים מהמפעל עם כנפונים להצמדה, ממש כמו באופנועי המרוץ עליהם הם מבוססים. תפקיד הכנפיים להעניק כוח, בסיוע האוויר במהירות גבוהה של האופנוע, על-מנת להצמיד את הגלגל הקדמי אל הקרקע ולשפר את האחיזה.

כנפונים בדוקאטי פניגאלה V4
כנפונים בדוקאטי פניגאלה V4

כאשר האופנוע בתנועה פועלים עליו ארבעה כוחות עיקריים, עם תוספת של כוח חמישי. הכוחות הפועלים הם המנוע שמושך קדימה, כוח הגרר שמתנגד לתנועה (ראו כאן), כוח העילוי שמרים את האופנוע וכוח הכבידה שמוריד אותו. כל עוד האופנוע נע בקו ישר, המשוואה פשוטה למדי: יש לדאוג שכח המנוע יהיה גדול מהגרר על-מנת שהאופנוע יתקדם, ושכוח הכבידה יהיה גדול מכוח העילוי על-מנת שהאופנוע יישאר צמוד לקרקע. הכוח החמישי מצטרף בזמן הפנייה – זהו הכוח הצנטריפוגלי. מדובר על כוח מדומה המושך את הכלי בתנועה מעגלית, לאורך רדיוס הסיבוב, בכיוון הפונה החוצה ממרכז המעגל. למעשה, זהו כוח תוצאתי ונגדי לכוח המושך את האופנוע לתוך הרדיוס.

כאשר זרימת האוויר מתועלת כראוי נוצרים כוחות עקב הפרשי לחצים, וגודל כוחות אלו ניתן לשליטה באמצעות תכנון נכון. כלומר, מהנדסי האופנועים רוצים לייצר כוח אחד אשר מבטל כוחות אחרים שפוגעים ברכיבה.

וגם בסטריטפייטר V4
וגם בסטריטפייטר V4

על-מנת להתמודד עם כוח העילוי, פותחו אמצעים להגדלת כוח ההצמדה, אשר כאמור פועל כלפי מטה ומתנגד לכוח העילוי. כוח ההצמדה הוא חשוב, אך יכול גם ליצור בעיה. בישורת ארוכה נדרש להקטינו עד למינימום משום שהוא גם יוצר גרר. הגרר – במקרה הזה התנגדות לגלגול – הוא גם תוצאה של חיכוך, ונקבע גם על-ידי משקל וכוח הפועלים כלפי מטה. כוח הצמדה רב מדי עלול לגרום לגרר גבוה מדי, שתוצאתו הפרעה למהירות בישורת וכן צריכת דלק גבוהה. בישורת, כוח ההצמדה צריך להספיק רק כדי למנוע את התרוממות האופנוע כתוצאה ממהירות גבוהה (מאוד). במהלך פנייה לעומת זאת, תפקיד ההצמדה להתנגד לכוח הצנטריפוגלי ולדאוג לאחיזה מוגברת של הגלגל הקדמי. הכנפונים הם אחד האמצעים להתמודדות עם דרישות אלו.

תפקידם העיקרי של הכנפונים הוא לייצר כוח הצמדה ולאפשר להיגוי, לתאוצה ולבלימה להיות יעילים יותר. כוח גדול על הצמיג הקדמי יביא ליכולת טובה שלו בשלושת תחומים אלו. כנף היא בעלת פרופיל אווירודינמי הפוך: במטוס מטרת הכנפיים הוא להשיג עילוי, על-מנת שהמטוס יתרומם ויחזיק עצמו באוויר, ולכן החלק העליון של פרופיל הכנף ארוך יותר מהפרופיל התחתון, כך שהפרש הלחץ יגרום לכוח דוחף כלפי מעלה. באופנוע (וברכב) הכנפון מעוצב כך שהפרופיל התחתון ארוך יותר ולכן מתקבל הפרש לחצים שלילי – הלחץ בתחתית הכנפון נמוך מהלחץ מעליו, והכוח הנוצר מופעל כלפי מטה.

כאן בהונדה CBR1000RR-R - לא בולטים החוצה
כאן בהונדה CBR1000RR-R – לא בולטים החוצה

אוקי, אז נסכים להסכים שבאופנועי מרוץ המשתתפים בסדרות כדוגמת ה-MotoGP או אליפות הסופרבייק העולמית יש צורך בכנפוני ההצמדה, שכן מהירויות הרכיבה שם מצדיקות את זה, ולא רק בפניות אלא גם בקו ישר כמערכת עזר נוספת למניעת ווילי. עכשיו נשאלת השאלה האם באמת צריך אותם באופנועים סדרתיים? בדוקאטי מצהירים שהכנפונים של הסטריטפייטר V4 מספקים 28 ק"ג של כוח הצמדה במהירות של 270 קמ"ש, 30 ק"ג בפניגאלה V4R החדש באותה המהירות ו-50 ק"ג בפניגאלה V4 סופרלג'רה האקזוטי. הרי אמרנו שכוח ההצמדה נועד לספק יותר אחיזה בפניות דווקא, אבל כמה לקוחות פרטיים יקחו את האופנועים היקרים שלהם ובאמת ינצלו את כל הכוח הזה בפניות?

אז למה שמים אותם? נזכיר את רכבי הנינג'ה-טורבו היפניים של סובארו ומיצובישי, שהספויילר האחורי התנוסס לו בגאון ובעיקר נועד למשוך שוטרים וגנבים. בדומה ללא מעט רכבים שמשודרגים עם ספוילרים, גם כאן מקדם הפוזה הוא הנרטיב המוביל. אבל לא מזיק גם להוסיף נתונים טכניים שאמורים לבדל דגם אחד מהשני. אנו מאמינים שדגמי העתיד הקרוב ילבשו את כנפוני ההצמדה (ראו את ההונדה CBR600RR החדש), אך הם לא ישרדו את מבחן הזמן. אגב, מי שרוצה לשדרג את האופנוע הפרטי שלו, כבר לפני שנתיים כתבנו על חברת אפטרמרקט שמייצרת כנפונים לדגמים שונים. אז גם אם זה לא יקדם אותנו באחד ממסלולי המרוצים בישראל, זה בהחלט נראה טוב.

כאן נראה אפקט כוח ההצמדה
כאן נראה אפקט כוח ההצמדה

אודות אסי ארנסון

אסי ארנסון
רוכב שטח וכביש, מאמן כושר ושיקום במקצועו, חולה על ספורט מוטורי מכל הסוגים - בעיקר של דו-גלגלי על כל סוגיו

עשוי לעניין אותך

BMW-S1000XR-Launch-008

חום מהגיהינום – איך נמנע נזק לרוכב ולאופנוע

הטמפרטורות בימים הקרובים ימשיכו לטפס עם השפעה ישירה על הרוכבים; איך מונעים התייבשות או מכת חום, ומה צעדי הטיפול הראשוניים?

14 תגובות

  1. Avatar

    לא מתאים לאתר כ"פולגז", להביא כתבה כל כך רצופת הבלים ומשפטים חסרי פשר, המעידים על כך שהמחבר לא רק שאינו מבין דבר בפיזיקה או באווירודינמיקה, אלא שהוא לא הבין דבר וחצי דבר ממה שקרא במקורות שאותם בחר לצורך חיבור הקשקשת הזו.
    כתיבה רדודה, אופיינית מאד אמנם לדור הגוגל והוויקי אבל, יש גבול להתבזות. לא כולנו בוגרי "מדעי הרוח", אומנות, מגדר ותקשורת.
    גבל

  2. Avatar

    אביעד, כוח הצמדה של הכנפונים הוא כלפי בסיס הצמיג, אבל בהטייה, הצמיג מוטה (באופנועי מירוץ 60 מעלות הצידה) וכוח "מלמעלה" פירושו כוח הצידה שעוזר לכוח הצנטרפוגלי, לא?

    • Avatar

      יש משקל שהוא קבוע ויש כח צידי שהוא הכוח הצנטריפטלי.
      כמו שאמרת, הכנפונים מייצרים כוח לכיוון אזור המגע של הצמיג הקדמי בכביש. זה אומר, שבהטייה, הכוח הזה תורם להצמדה לכביש אבל… גם מוסיף עוצמה לכוח הצנטריפטלי, במיוחד בהטייות חריפות.
      אז, בסיבובים, הכנפונים הם לא מאד חשובים, מה גם שהמהירויות בסיבובים תמיד נמוכות יחסית.
      בעצם, חוץ מהפוזה, הם תורמים בעיקר לעוצמת הבלימה בישורות, לקראת הפנייה ותו לא.

      • Avatar

        פעולת הבלימה זאת הפעולה הכי חזקה בכל מקרה. לא היו מוסיפים לאופנועי GP כנפונים רק בשביל בלימה בסוף הישורת. מפריע במהירות המכסמלית, מוסיף משקל ולכן פוגע בתאוצה (גם המשקל וגם ההתנגדות).
        נראה לי שכן עוזר באחיזה בסיבובים, אבל מעניין אותי איך בדיוק (כי זה כאילו עוזר לצנטרפוגה). אביעד, מה אתה אומר?

  3. Avatar

    מעניין מה רמת ההשכלה שלך בפיזיקה ומתימטיקה ועל איזה כלי אתה רוכב.
    הסייפא של המאמר מדויקת לחלוטין, הכנפונים הללו נועדו ל-GP למהירויות העל להשיג תאוצות ומ הירויות כבוהות יותר ע"י הורדת הווילי, וכיוון שמדובר בתחרויות GP לא רלוונטי בכלל לרוכבי ספורט בכביש.
    יותר מזה הכנפונים פוגעים במידת מה באוירודינמיות, אבל תועלתם הגדולה היא כפי שהגדירו פולגז – פוזה בלבד. יעלמו מהמפה בשנים הקרובות

    • Avatar

      כל רוכב סופר ספורט גדול, יודע שאין ווילי במהירויות הגבוהות דהיינו: בהילוכים הגבוהים. מספיק להתבונן בגרף מומנט/סל"ד והתמונה ברורה.
      באופנוע שלי, 200 כ"ס על 200 ק"ג, קשה מאד לבצע ווילי כבר בשלישי, לא שאני נוהג לעשות ווילי בכלל.
      כנפונים לא עוזרים נגד ווילי בתאוצות ( כמו בזינוק או ביציאה מסיבוב חד), כי התאוצות מתרחשות במהירויות נמוכות יחסית (אחרת… למה להאיץ בכלל?) שבהן, שטח הכנפונים הקטן יחסית וזווית ההתקפה השלילית העדינה שלהם (כדי למנוע גרר מיותר במהירונות גבוהות), אינם עושים הרבה.

  4. Avatar

    אביעד, אני שואל שוב כי הפריעו לי….כוח הצמדה של הכנפונים הוא כלפי בסיס הצמיג, אבל בהטייה, הצמיג מוטה (באופנועי מירוץ 60 מעלות הצידה) וכוח "מלמעלה" פירושו כוח הצידה שעוזר לכוח הצנטרפוגלי, לא?

  5. אביעד אברהמי
    אביעד אברהמי

    היי דורון.
    ראשית, הכתבה מדויקת לחלוטין, כולל במונחים, וגם אם פיזיקאים תאורטיים כאלה ואחרים טוענים שלא.
    לשאלתך, גם בהטיה הכוח שהכנפונים מפעילים על הצמיג הוא במישור של האופנוע והצמיגים, כלומר כוח עם רכיב ציר X ורכיב ציר Y – בדיוק כמו ההטיה של האופנוע.
    אבל הכי חשוב – הכנפונים מייצרים כוח שהולך וגדל ככל שהמהירות עולה, ולכן במהירויות נמוכות ובינוניות – ולכן גם בהטיה – הם פחות משפיעים. ההשפעה הגדולה היא בתאוצות החוצה מפניות, בפול גז ובמהירות גבוהה. אנחנו, בכל אופן, בספק לגבי יעילותם של הכנפונים.

    • Avatar

      הפיזיקאי התיאורטי הח"מ, שרוכב על 12R, אומר שאתה טועה וגם מטעה.
      חבל.
      לא כולם כאן יכולים להבחין שהתובנות שלך אינן מבוססות על לימוד פורמאלי ולכן חלקם כנראה, ילכו שולל אחרי הקביעות שלך.
      תמיד היו ותמיד יהיו התכתשויות בין פולקלור של רוכבים לבין תובנות של רוכבים שגם למדו.

  6. Avatar

    תודה אביעד

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. (*) שדות חובה מסומנים

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Single Sign On provided by vBSSO