Κάθε φορά που η μοτοσυκλέτα μας αλλάζει κατεύθυνση, επιταχύνει ή επιβραδύνει, απογειώνεται ή προσγειώνεται δέχεται δυνάμεις επιτάχυνσης (τα λεγόμενα G). Αυτές μπορεί να έχουν θετικές τιμές (επιτάχυνση) ή αρνητικές (επιβράδυνση) και τέτοιες μετρήσεις συναντάμε συνήθως σε αγώνες ταχύτητας όπου όλα γενικά είναι πιο μετρήσιμα και η παραμικρή λεπτομέρεια καταγράφεται.
Στο MotoGP™ για παράδειγμα οι σύνηθες τιμές σε φυσιολογικές συνθήκες κυμαίνονται μεταξύ 0,5-2G και μπορούν να φτάσουν στιγμιαία στα 5g (π.χ. σε βιράζ ή σε έντονες ταλαντώσεις). Αντίθετα όταν τα πράγματα πάρουν λάθος τροπή, οι τιμές ανεβαίνουν κατακόρυφα… Ίσως θα έχετε διαβάσει για τα 26G που δέχθηκε ο Marc Marquez σε πτώση στη Μαλαισία ή για το “ρεκόρ” των 29,9G του Loris Baz (στην ίδια πίστα). Τι γίνεται όμως στο χώμα; Την απάντηση δεν θα μπορούσε να μας τη δώσει παρά μόνο κάποιος που έχει ασχοληθεί σοβαρά με το θέμα και έχοντας τον κατάλληλο εξοπλισμό.
Μετρώντας G στα Rally
Η ομάδα της Aurora εξελίσσει εξοπλισμό για μοτοσυκλέτες Rally και όπως έχετε διαβάσει σε προηγούμενο άρθρο αυτό γίνεται με τρομακτική ακρίβεια ως προς τις έννοιες του βάρους και της αξιοπιστίας. Για να επιτευχθεί αυτή χρειάζονται δεδομένα και κάποια από αυτά αφορούν τα G που δέχονται οι μοτοσυκλέτες, αυτό δηλαδή που όλοι έχουμε αισθανθεί ως κραδασμούς. Αυτοί δεν προέρχονται μόνο από τον κινητήρα αλλά μεταφέρονται στην μοτοσυκλέτα, από τους τροχούς μέσω των αναρτήσεων αλλά ακόμα και από αεροδυναμικούς παράγοντες. Οι κραδασμοί, εκτός απο την σωματική καταπόνηση, καταπονούν πάρα πολύ τα εξαρτήματα της μοτοσυκλέτας, και για αυτό όπως είναι γνωστό υπάρχουν στις μοτοσυκλέτες μας αντικραδασμικοί σύνδεσμοι, αντικραδασμικοί άξονες στον κινητήρα αλλά και άλλα εξαρτήματα ώστε να μειωθεί αυτή η καταπόνηση που φτάνει στη μοτοσυκλέτα, αλλά και στον αναβάτη.
Ο εξοπλισμός μέτρησης
Η Aurora Rally Equipment χρησιμοποιεί υψηλής συχνότητας επιταχυνσιόμετρα προκειμένου να μετρήσει ακριβώς αυτές τις δυνάμεις και να καταλάβει πως οι κραδασμοί επιβαρύνουν την ζωή των εξαρτημάτων.
Στοιχεία του επιταχυνσιόμετρου:
- +/- 200g
- μεταβλητό εύρος λήψεων τιμών απο 1/sec μέχρι 3.500/sec
- μπαταρία λιθίου επαναφορτιζόμενη
- εσωτερική μνήμη με SD card
Η Aurora Rally Equipment μαζεύει δεδομένα από διάφορους καθημερινούς αναβάτες, αλλά και απο αγώνες προκειμένου να προβλέψει την κόπωση των εξαρτημάτων. Η κόπωση οδηγεί στην καταστροφή των εξαρτημάτων, συνήθως απο κάποιες καταστροφικές ρωγμές που δημιουργούνται είτε στην επιφάνεια, είτε και κάτω απο την επιφανεία των υλικών. Η συχνότητα δειγματοληψίας είναι πολύ σημαντική επιλογή, μιας και αν παίρνουμε αραιά δείγματα ανά 1 δευτερόλεπτο, καταλαβαίνουμε ότι χάνουμε πολύτιμη πληροφορία μεταξύ των δευτερολέπτων, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για να έχουμε την ανάλυση που χρειάζεται στα δεδομένα μας. Αντίθετα αν επιλέξουμε τη μέγιστη συχνότητα τότε θα έχουμε 3500 δείγματα το δευτερόλεπτο, που σημαίνει σε 12 εκατ. 600 χιλιάδες σημεία σε μια γραφική παράσταση της μίας ώρας, και αν υπολογίσουμε ότι υπάρχουν μέρες με 10 ώρες αγώνα, φτάσαμε τα 126 εκατ. σημεία. Αν το κάνουμε επι 10 αγωνιστικές μέρες, άντε γειά! (1 δις 260 εκατ.)
Καταλαβαίνουμε λοιπόν ότι χρειάζονται πολύ ειδικά προγράμματα, αλλά και υπολογιστές προκειμένου να γίνει η ανάλυση του τόσου μεγάλου όγκου δεδομένων. Στην Aurora Rally Equipment, έχει εξελιχθεί ενα λογισμικό ειδικά για την συγκεκριμένη ανάλυση, από τους ανθρώπους της εταιρίας, προκειμένου να φαίνονται οι μέγιστες τιμές, οι ελάχιστες αλλά και το να μπορεί να εκτιμήσει το πρόγραμμα αν οι δυνάμεις είναι λόγω του εδάφους ή λόγω ατυχήματος.
Οι μέγιστες τιμές g στο χώμα
Για να δώσουμε κάποια παραδείγματα,στην Aurora τοποθετούν τα επιταχυνσιόμετρα στον πύργο πλοήγησης, στη βάση δηλαδή των οργάνων, κυρίως επειδή εκεί εξελίσσουν τα συγκεκριμένα προϊόντα. Ωστόσο κάποιες φορές, όπως μας λέει ο μηχανολόγος μηχανικός της ομάδας, για να υπάρχει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα βάζουν δύο μονάδες, μια στον πύργο και μια στο πίσω μέρος της μοτοσυκλέτας. Θα χαρείτε πολύ να μάθετε ότι μια άτσαλη πτώση από σούζα, μπορεί εύκολα να φτάσει τα 10g, ενώ σε έναν αγώνα τιμές 20-30g είναι καθημερινό φαινόμενο στις μοτοσυκλέτες.
“μια άτσαλη πτώση από σούζα, μπορεί εύκολα να φτάσει τα 10g, ενώ σε έναν αγώνα τιμές 20-30g είναι καθημερινό φαινόμενο στις μοτοσυκλέτες”
Σε περίπτωση πτώσης, οι τιμές αυτές ανεβαίνουν. Αυτό που δεν έχουμε σκεφτεί αρκετά όταν οδηγούμε μοτοσυκλέτα, ιδίως αυτοί που πάμε στο χώμα, είναι οι επιπτώσεις των ξεφούσκωτων ελαστικών, τον mousse αλλά και των αναρτήσεων που είτε δεν επαρκούν ή έχουν χάσει λάδια. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ή σε συνδυασμό αυτών (mousse+χαμένα λάδια σε αναρτήσεις+πολύ πέτρα), μετρήσανε τιμές κοντά στα 75g (!) στον πύργο πλοήγησης. Και εύλογα θα αναρωτηθεί κάποιος για τις τιμές αυτές, αν είναι πραγματικές, και πως γίνεται η μοτοσυκλέτα να μην παθαίνει τίποτα. Παθαίνει, γιατί όλοι έχουμε δει στραβωμένες ζάντες, αλλά αυτό που έχει την μέγιστη σημασία, είναι ο χρόνος που αυτά τα g ενεργούν επάνω στον εξοπλισμό ή στο σώμα μας. 30g για 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου, δεν θα μας κάνουν να καταλάβουμε κάτι, αλλά αν το έχουμε πάνω μας για καμιά ώρα, εκεί θα έχουμε πρόβλημα! Είναι όμως ενδιαφέρον, να παρατηρήσουμε κάτι το οποίο συνήθως δεν το σκεφτόμαστε, όταν τα λάδια λείπουν από την ανάρτηση και το πρώτο καμπανάκι είναι ότι θα χαθεί η πρόσφυση, και όχι η καταπόνηση του συνόλου η οποία είναι απίστευτα σημαντική σε τέτοια περίπτωση, και αυξάνει πάνω από το διπλάσιο τις τιμές που μπορεί κάποιος να δει από το επιταχυνσιόμετρο!
Και γιατί αυτό είναι σημαντικό; Γιατί το επιταχυνσιόμετρο μας δείχνει μια εικόνα των συχνοτήτων που πάλλονται τα πράγματα πάνω στην μοτοσυκλέτα μας. Και όπως όλοι έχουμε καταλάβει, δεν είναι σταθερές, ιδίως στο χώμα. Στην άσφαλτο, μπορούμε να δούμε την σταθερότητα στους κραδασμούς από την άλλη πλευρά, όπου ”μουδιάζουν” τα χέρια μας και βάζουμε αντίβαρα (για να αλλάξουμε την συχνότητα που πάλλεται το τιμόνι σε μια άλλη, που δεν ενοχλεί). Οι συχνότητες λοιπόν είναι πολύ σημαντικές για να προβλέψουμε, έστω και ψηφιακά (υπάρχουν ειδικά λογισμικά) την ζωή των εξαρτημάτων με αρκετά μεγάλη ακρίβεια. Μπορεί δηλαδή χρησιμοποιώντας τις μέγιστες τιμές (ας πούμε 30g) και την συχνότητα την οποία είδαμε ότι υπάρχει σε αυτές τις τιμές (ας πούμε 100Hz) να προσομοιώσουμε αυτήν την κατάσταση και να δούμε στο λογισμικό την ζωή που θα έχει αυτό το εξάρτημα με την συγκεκριμένη καταπόνηση. Αυτό μειώνει εξαιρετικά τα λάθη στην παραγωγή, την καταστροφή του εξαρτήματος σε συνθήκες αγώνα και αυξάνει την αξιοπιστία του συνόλου της κατασκευής.
“Χρησιμοποιώντας τις μέγιστες τιμές g και τη συχνότητα στην οποία σημειώνονται μπορούμε να προβλέψουμε τον χρόνο ζωής ενός εξαρτήματος”
Αρκεί να αναφέρουμε ότι αυτόν τον τρόπο τον έχει υιοθετήσει η Aurora Rally Equipment απο το 2013 και δεν έχει αστοχήσει κανένα εξάρτημά της το οποίο σχεδιάστηκε με τον παραπάνω τρόπο.
Ενα μικρό κομμάτι από τα δεδομένα που εξάγονται από τα επιταχυνσιόμετρα. Ανάμεσα στην τεράστια βιβλιοθήκη επιλέξαμε μία τυχαία μέρα σε κάποιον αγώνα. Στο πάνω μέρος φαίνονται οι γραφικές παραστάσεις με τις μέγιστες τιμές σε ολόκληρο τη διάρκεια εγγραφής και δίπλα μεγεθυμένες στην περιοχή των μέγιστων τιμών. Στο κάτω μέρος υπάρχει ανάλυση των δυνάμεων στο χώρο, σε 3D απεικόνιση και ο πίνακας στον οποίο θα εμφανιστούν τα αποτελέσματα από το πρόγραμμα που τρέχει την ανάλυση των δεδομένων.
Χρησιμοποιώντας τις τιμές από τα επιταχινσιόμετρα (τιμές επιτάχυνσης και συχνότητες με την οποίες επαναλαμβάνονται) είναι δυνατή η ψηφιακή προσομοίωση κόπωσης που πρόκειται να δεχθεί ένα αντικείμενο (όπως οι βάσεις των πύργων πλοήγησης στη συγκεκριμένη περίπτωση) σε έναν αγώνα Rally. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να επιτευχθεί η βέλτιστη αναλογία βάρους και αντοχής για μέγιστη διάρκεια ζωής.
Διάβασε περισσότερα άρθρα:
