本文章最後由 truth_hung 於 2014-4-16 14:41 編輯
有鑑於白牌機車在快速道路行駛的安全性話題引爆網友的熱烈討論,我實際引用流體力學的公式試算,大家可以依據數字來討論是否安全
Fd=0.5*(空氣密度)*(速度平方)*Cd*A
Fd: 側向風阻(風所產生的推力)
Cd:風阻係數(垂直面:1, 接近垂直面約0.7~0.9,我姑且用0.8)
A: 側投影面積
側向風速: 我依照氣象局的東北季風統計風速,平常六級風(強風,吹起來頭髮亂飛的那種),13.8m/sec; 瞬間風速達九級風24.4m/sec.風壓上限是六級風的3.12倍
依舊以Nikita 200為例,側向面積為2.2平方米
Fd=0.5*1.293(公斤/米立方)*190.4*0.8*2.2=216NT(產生216牛頓,約22.1Kgf的側向推力)
F=m*a, 這個風力可以讓一輛264Kg的機車(含機車騎士),產生側向加速0.81米/秒平方(換算為0.084g)
人體在0.4秒後反應,按照公式推算,機車已經偏移0.065公尺,約6.5公分,如果遇上瞬間九級陣風,偏移量就會到20公分(側向G值達0.26).
大家看到20公分感覺偏移量很小,感覺為何騎的時候會不穩,這要從兩方面來解釋
1.人體反應時間:當我們感覺到側風影響車體時,已經過了0.4秒,人體利用重心偏移調整”姿態”(就類似飛機在空氣中的力矩平衡),也差不多過了0.4秒,假若後面有載其他乘客,調整姿態的時間更久,萬一你是不老騎士,可能需要更多的0.4秒………
2.姿態的調整: 按照三角函數的tan換算,當遇到九級瞬間陣風時,騎士需要側傾斜15度,利用重力的分力抵銷側風的推力.因為風是看不到的,跟北宜公路的殺彎道不同,所以無預警的調整15度,心理的不安全感會非常大;如果有瞬間的風切變,左右的擺幅就需要更大!
3.身體高度與車身重心高度的差異: 一般來說,車子(含騎士)的重心在坐點附近偏下方,管理人體平衡的內耳,視覺,小腦的相對位置較高(高度相差接近一公尺),雖然有相同的傾角(擺角),但卻造成比較大的傾斜(擺幅).相同的道理,開汽車時,人體的位置在車內,人體重心的離地高度幾乎與車身重心同高,再加上汽車的寬度較機車大上許多且有四輪,側風產生的力矩不大,所以汽車不會產生很大的擺幅…….
原廠在開發設計的時候, 機車外型設計考慮風阻係數,基本上是考慮正向風阻(head wind drag force),側向風阻考慮不多.我以前待過風洞實驗室時,車廠送來的油土模型,也是正向量測為主.側面風阻在概算時,都以類垂直面比照.
其實不論哪種顏色的車牌,都會有側風的問題, 引擎馬力大小無法改變側向的風壓推力,整流罩的導流也是以正向氣流為考量.真正對抗側風的方法就是改變”姿態”,減少姿態的改變量(擺幅)才會有最大的安全感.
減少側面投影面積量,增加車重,降低車身(含騎士)的重心高度才是改善的主要方法.
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