Cara berkendara cepat mengurangi hambatan angin tanpa bungkuk atau rebah

Sepertinya sudah menjadi pakem bahwa untuk bisa cepat, kita perlu lebih membungkukkan badan atau sekalian mengendarai sambil tidur. Memang secara logika memperkecil bidang yang bertabrakan dengan angin bisa membantu mengurangi hambatan angin. Namun ternyata tidak semudah itu, ada juga yang jarang dipikirkan yaitu hambatan karena turbulensi yang sering disebut juga dengan back draft.

Dijelaskan bahwa turbulensi ini dapat mengakibatkan hambatan yang bisa lebih besar dari hambatan yagn disebabkan oleh bidang yang bertabrakan dengan angin.
General Aerodynamic Principals

The reason keeping flow attachment is so important is that the force created by the vacuum far exceeds that created by frontal pressure, and this can be attributed to the Turbulence created by the detachment.

Oleh karena itu lebih penting mengurangi turbulensi daripada mengurangi luas permukaan awal yang bertabrakan dengan angin. Menurut peneliti di BMW, posisi pengendara dan windshield mempunyai pengaruh besar terhadap hambatan:
WSBK: BMW S1000RR Undergoes Wind Testing, Corser and Haslam hit the wind tunnel

Facing simulated speeds up to 149 mph, Corser and Haslam tried different positions and body angles to find a way to minimize drag. “The riding position is a main factor for the aerodynamic efficiency of the overall package of rider and bike,” says Rainer Bäumel, technical director of BMW Motorrad Motorsport. Of course, there is not one position that is the optimum for all riders, because it all depends on so many different individual factors, beginning with height and stature.

The team also tested different windscreens to improve aerodynamic efficiency. Bäumel continues, “This is why we evaluated several different shapes and positions of the wind shield.”

Perubahan posisi pengendara memang punya faktor yang besar. Di sepeda tanpa motor pun efeknya bisa sangat besar. Diagram berikut menunjukkan angkanya:

Terlihat bahwa dengan sedikit membungkukan badan bisa meningkatkan angka CD (nilai hambatan udara) dari 1.15 ke 1.00, tenaga yang dibutuhkan untuk melawan hambatan angin berkurang hingga tinggal 63%. Bila sampai bungkuk sekali dengan pakai baju balap bisa sampai 0.88, tenaga yang dibutuhkan untuk melawan hambatan angin tinggal 51% saja.

Seberapa besar pengaruh nilai CD terhadap efisiensi? Ini informasinya:

A History of the Invisible Wall: Our Struggle with Aerodynamics, Part 3, Aerodynamics in a Nutshell

In a practical sense, gas mileage increases by five percent for every 10 percent improvement in aerodynamics, and in times of increased fuel costs, driving a car with a high Cd can be, quite literally, a drag.

Jadi setiap 10 persen peningkatan nilai aerodinamika, kita bisa lebih irit bahan bakar hingga 5%. Suatu angka yang cukup lumayan.

 

Kemudian soal windshield, terbukti bahwa windshield tidak ada pakemnya, sehingga pemakaian yang berbeda membutuhkan tipe windshield yang berbeda. Berikut adalah contoh cerita soal windshield yang fokus pada kenyamanan dan keiritan bahan bakar.
Windshield

I am not happy with any motorcycle windshields available today. Is it too much to ask for a windshield that provides protection from rain, bugs, and cold, without excessive noise and turbulence, without blocking my view, and without adding so much wind resistance that my average speed is reduced by frequent gas stops? (Update: 2007. This year Mary Ann got a Suzuki Burgman 400 with the standard windshield. Up to at least 120 kph, this windshield seems free of vices such as buffeting or noise or back pressure. However I cannot figure out why the Burgman works so well. Perhaps it is the combination of a narrow design and a small pressure vent at the bottom.)

My BMW K1100LT has an electric windshield. I drew some airstreams to show the excessive turbulence created by the air stream coming off the top edge of the almost vertical windshield. At freeway speeds, the buffeting feels like a hockey stick hitting your helmet. The red stream is warm engine air. When lowered, there is a bit less buffeting, but more noise. I have not shown it, but there is a back draft with this windshield.

I replaced the factory shield with a custom screen mounted like an airfoil. Air can pass above and below the screen, with less turbulence as a result. When lowered, warm air from the engine is forced down and away from me. This is almost like riding without a windshield. There is no back draft to push your head forward.

Even a very small airfoil can give excellent protection in the raised position shown in this diagram. Again turbulence is reduced by splitting the air stream in front and behind the airfoil screen.

Artikel diatas juga menjelaskan bagaimana penahan angin justru bisa menjadi penambah hambatan:

Tanpa windshield hambatan menjadi lebih kecil dan lebih dipengaruhi oleh penanganan turbulensi udara yang diakibatkan oleh helm dan tubuh pengendara.

 

Bila diperhatikan ternyata terlihat adanya punuk di baju pengendara motor BMW diatas. Punuk ini membantu aerodinamika juga, saya sebut punuk karena bahasa inggrisnya “aero hump”:
Comet Racing Leathers Edge Pro Suit

The Edge also comes with an aero-hump that will limit air turbulence and drag between the back of the suit and the back of your helmet which when on the track can help your straight line speed. On the street this is a moot point but since I’ll be riding on both it’s a feature that I’m glad to have. Unfortunately the hump isn’t ventilated so no airflow gets redirected into the suit but perhaps this can be included in the future.

Dikatakan bahwa aero hump tersebut membantu aerodinamika di jalan lurus tapi bisa jadi kekurangan bila dipakai jalan biasa.

 

Selain itu dari uji motor BMW bisa dilihat bahwa bodi bagian belakang yang biasa dipakai oleh penumpang terlihat tinggi. Bodi dari motor terlihat menyambung dengan badan dari pengendara. Kesinambungan ini membuat aerodinamika meningkat. Pengguna motor fairing lokal bisa menambah aerodinamika bodi dengan bantuan aksesori Seat Cowl. Itu bukan hanya sekedar gaya gayaan tapi juga meningkatkan aerodinamika di bagian belakang.

di Yamaha R15 ada:
Yamaha YZF-R15 SEAT COWL

di Honda CBR150R ada:

Seat Cowl pada Yamaha R15 membuatnya jadi lebih mirip dengan versi racing dari R15. Adanya modifikasi kursi belakang pada versi racing menunjukkan bahwa bagian tersebut cukup penting. Yang heran, mengapa kok yang diuji coba oleh mas Taufik di tmcblog kok busa kursi penumpangnya diambil ya?

Penambahan Seat Cowl tersebut akan menambah tinggi dari posisi tempat duduk belakang dan mengurangi turbulensi udara. Cuma, kalau pas ada penumpangnya, apa ada tempat untuk menyembunyikannya ya? apa bisa di gantung punggung untuk jadi aero hump? he he he.

 

Contoh alat lain yang bisa mengurangi turbulensi adalah vortex generator karya Wheeler. Ini sudah ada patennya, US5058837:

Ini bahkan sudah diimplementasikan oleh Nasa:

Sudah direview oleh majalah Popular Science – Automotive Newsfront

Produk komersial juga ada: Airtab Fuel Saver. Walau bentuk agak sedikit berbeda:

Manfaatnya juga sudah terbukti di dunia racing maupun pemakaian biasa. Mungkin in bisa dipasang di windshield, visor atau helm kali ya? Bila iya maka tinggal buat dari bahan sandal lalu ditempel. Kalau bentuknya manis bisa dijual ha ha ha.

 

Kalau tanpa beli aksesori bagaimana? Tinggal julurkan tangan kiri ke tempat duduk belakang atau pegangan belakang. Tangan kiri akan membantu mengurangi back draft dengan mengalirkan angin ke tempat udara turbulen sehingga udara mengalir lebih lancar. Bila dilakukan ini akan mengurangi hambatan udara secara signifikan.

Kadang walau sudah bungkuk, karena faktor turbulensi yang besar (di bagian pantat), hambatan tetap besar. Walau tegak, bila back draft dikurangi, tetap akan bisa mengimbangi yang sudah bungkuk atau rebah. Lagipula kalau sudah jejer, yang berusaha nyalip dari sebelah tentu malu dong kalau harus membungkuk atau rebah bila tahu kita duduk tegak dengan tenangnya. Nggak tahu kalau kita sudah mengurangi back draft dengan menjulurkan tangan kebelakang, ha ha ha. Selama ini saya melakukan itu nggak ada yang curiga. Kalau powernya sama atau cuma sedikit lebih tinggi mereka akhirnya terpaksa nunut drafting di belakang, karena hambatan udara mereka lebih tinggi. Tapi sering sudah drafting pun ketinggalan :).

Tapi jangan berharap bisa menang kalau power dan weight rationya sudah kalah jauh ya. Dan kalau ngerem, tangan kiri harus dikembalikan ke setir. Kalau pakai matic lebih wajib karena mengerem lebih pakem dan lebih aman bila dilakukan bersamaan depan dan belakang.

Be safe bro.