Aero-Dramatik und Leistungsbedarf

Foto: Künstle
Auf dem atmosphärelosen Mond fallen eine Feder und ein Hammer gleich schnell zu Boden, auf der Erde ist das bekanntermaßen nicht der Fall. Alles, was sich hier bewegt, muss Luft verdrängen. Ein Kubikmeter Luft, also 1000 Liter, hat in Meereshöhe eine Masse von 1,3 Kilo-gramm. Ohne den darin enthaltenen Sauerstoff, 290 Gramm, läuft kein Verbrennungsmotor.

Wer durch Stromlinienform und/oder kleine Stirn­-fläche besser durch den Fahrtwind huscht, ist klar im Vorteil. Weil er entweder weniger Leistung für die gleiche Geschwindigkeit braucht oder mit gleicher Power deutlich höheren Topspeed erreicht. Gute Aerodynamik ist deutlich effektiver als Motortuning! So reichten der legendären Moto Guzzi V8 im Jahr 1957 mit Vollverkleidung und hochkomplexem 500er-Achtzylinder-Motor rund 80 PS für etwa 280 km/h. Wer schnell sein will, muss sich möglichst klein und windschlüpfig machen. Wobei auf einem Motorrad die Sitzhaltung des Fahrers sowohl die Fläche als auch den cw-Wert beeinflusst. Strömungsgünstig ideal ist die Tropfenform: Sie ermöglichte der Ducati Siluro (»Torpedo«) 100, mit gerade ein­-mal 98 cm³ und 12 PS 171,9 km/h zu rennen. Von solcher Stromlinienform sind moderne Motorräder ohne aerodynamisch wirksamen Enten-bürzel und verkleidete Vorderräder (»Rundum-Bugverkleidung«) weit entfernt.

Der gesamte Fahrwiderstand setzt sich zusammen aus Roll- und Luftwiderstand. Während der Roll­-widerstand nur wenig mit der Geschwindigkeit zunimmt, wächst der Luftwiderstand im Quadrat: Bei Tempo 200 sind die bremsenden Kräfte des Windes bereits 16-mal so groß wie bei 50 km/h. Umgekehrt sinkt der Luftwiderstand auf ein Viertel, wenn man die Geschwindigkeit halbiert. In die exakte Berechnung des Luftwiderstands gehen die Luftdichte, die Anströmgeschwindigkeit, die Stirn­-fläche und der Luftwiderstandsbeiwert (cw-Wert) ein. Der cw-Wert ist ein Maß für die aerodynamischen Qualitäten eines Körpers, der nur von der Form des Körpers, nicht von seiner Größe abhängt. Die projizierte Stirnfläche A entspricht dem Flächen­-inhalt der Körper-Umrisse. Da MOTORRAD mit der 750er-MV Agusta im Windkanal war, sind Stirnfläche und cw-Wert (bei liegendem Fahrer) der optisch gleichen, zierlichen 1000er bekannt: Die Stirnfläche mit liegendem Fahrer beträgt 0,64 m², das Produkt aus cw-Wert mal Fläche ist 0,326. Mit diesen Werten kann man den Leistungsbedarf errechnen. Schon rechnerisch reichen die gemessenen 177 PS der F4 R 312 nicht für Tempo 312, sondern theore-tisch nur für knapp unter 300 km/h. Mit der Serien-übersetzung kann die MV übrigens selbst bergab mit Rückenwind nicht die angegeben 312 km/h erreichen, weil der Drehzahlbegrenzer dem Vortrieb bei 306 km/h ein Ende setzt. Das Fahrzeuggewicht spielt hingegen für die Höchstgeschwindigkeit kaum eine Rolle. Daher erreicht die aerodynamisch besonders ausgefeilte, doch 40 Kilogramm schwerere Kawasaki ZZR 1400 sogar Vmax 306 – sofern nicht der Speed-cutter zuschlägt. Der Luftwiderstand hat üb­rigens auch angenehme Effekte, weil er zusätzlich bremst, wenn’s drauf ankommt: Allein Gas zu und aufrichten verzögert bei Tempo 300 schon mit fünf m/s2. Dies entspricht in etwa dem, was wenig geübte Fahrer bei einer Vollbremsung erreichen. Und summiert sich bei Einsatz beider Bremsen zu einer negativen Beschleunigung von rund 15 m/s2 – viel mehr, als bei niedrigen Geschwindigkeiten möglich ist.

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