του Νεκτάριου Διατσίδη

Παρατηρώντας το σχεδιασμό των αυλακώσεων του εμπρός ελαστικού μίας μοτοσυκλέτας είναι εύκολο να διαπιστώσουμε ότι έχει παρόμοιο, αλλά αντίθετο σχεδιασμό από το πίσω ελαστικό και με μία φορά που δεν φαίνεται να ταιριάζει με τη ροή του νερού που πρέπει να απωθήσει στο βρεγμένο οδόστρωμα.

Καθώς ένα ελαστικό με καμπύλη όπως της μοτοσυκλέτας σχηματίζει μία οβάλ επιφάνεια επαφής με το δρόμο, αν υπάρχει αρκετό νερό το οποίο πρέπει να φύγει από αυτό το σημείο επαφής είναι εύκολο να φύγει προς τα δεξιά και αριστερά από την οβάλ επιφάνεια και την καμπύλη που υπάρχει στο ελαστικό. Οι αυλακώσεις βοηθούν την απαγωγή του νερού αν είναι διαμήκης στην πρώτη επαφή της μύτης της οβάλ επιφάνειας στο κέντρο του ελαστικού, ενώ οι αυλακώσεις στα πλαϊνά τμήματα είναι πιο σωστό να είναι κάθετες και εγκάρσιες σε διάταξη.

Στα εντελώς βρόχινα ελαστικά που χρησιμοποιούνται στους αγώνες υπάρχει ο διαχωρισμός της διάταξης σε διαμήκη χάραξη στο κέντρο και κάθετης εγκάρσιας στα πλαϊνά τμήματα. Για τα ελαστικά υψηλών επιδόσεων στο δρόμο και στην πίστα, η ιδανική χάραξη είναι η αραιή χάραξη με λίγα αυλάκια ώστε να υπάρχει μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής αλλά και δυνατότητα οδήγησης σε βρεγμένη άσφαλτο. Η χάραξη αυτή έχει μία μεταβαλλόμενη μορφή βέλους υπό γωνία συνήθως, με πιο διαμήκης φορά στο κέντρο και πιο εγκάρσια προς τα πλαϊνά.

Αυτό που προκαλεί εντύπωση στο σχεδιασμό των αυλακώσεων του εμπρός ελαστικού είναι ότι η μεταβολή της γωνίας από διαμήκης σε εγκάρσια, γίνεται αντίστροφα από την διάταξη του πίσω ελαστικού και δείχνει ότι στην απαγωγή του νερού ίσως δεν είναι τόσο ιδανική όσο αυτή του πίσω, καθώς το νερό έχει την τάση να φύγει προς τα εμπρός όταν έρθει σαν σφήνα το ελαστικό για να το εκτοπίσει και τα λοξά υπό γωνία αυλάκια το συγκεντρώνουν περισσότερο προς το κέντρο και όχι προς τα έξω όπως το πίσω ελαστικό.

Στην διαδικασία της απαγωγής του νερού μέσα από το βάθος των αυλακώσεων, η ροή στην πρώτη επαφή της οβάλ επιφάνειας στα αυλάκια, έχει φορά που τείνει να διώξει το νερό προς τα εμπρός και προς το κέντρο, αλλά στα πλαϊνά τμήματα η φορά αλλάζει προς τα έξω. Στο πίσω ελαστικό η φορά είναι μόνιμα προς τα έξω και αυτό βοηθάει περισσότερο την απαγωγή του νερού. Πιο είναι λοιπόν το όφελος της αντίστροφης φοράς των αυλακώσεων στο εμπρός ελαστικό; Η απάντηση είναι ότι λόγω της καμπύλης του ελαστικού υπάρχει πιο εύκολη διαφυγή προς όλες τις κατευθύνσεις με μικρή διαφορά στη δυσκολία απαγωγής του νερού σε σύγκριση με αυτή του πίσω ελαστικού.          

Υπάρχουν ορισμένες διαφορές της ροής κατά τη διάρκεια του δυνατού φρεναρίσματος, όπου το νερό το οποίο παγιδεύεται σε αυτές τις αυλακώσεις των ελαστικών και μεταξύ των ελαστικών και του οδοστρώματος, δέχεται επίσης τις ίδιες δυνάμεις επιβράδυνσης.  Το νερό «θέλει να συνεχίσει» προς την κατεύθυνση της ορμής που έχει και λόγω αυτής της δύναμης, το σχέδιο αυλάκωσης του μπροστινού ελαστικού «αναγκάζει» το νερό να φύγει από το κέντρο του ελαστικού περισσότερο προς τα έξω, αυξάνοντας έτσι την πρόσφυση του ελαστικού κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το φρενάρισμα σε βρεγμένο οδόστρωμα. Η μοτοσυκλέτα μπορεί να φρενάρει με το μπροστινό ελαστικό και να επιταχύνει με το πίσω ελαστικό. Έτσι με την αντίστροφη χάραξη εμπρός-πίσω ευνοείται η ίδια η αδράνεια του νερού να το διώξει πιο γρήγορα από τα αυλάκια. Στην πολύ καλή και καθαρή άσφαλτο με λίγο νερό, υπάρχει η δυνατότητα έντονου φρεναρίσματος στην ευθεία, ενώ ο συνδυασμός λιγότερου φρεναρίσματος και πλαγιάσματος είναι εφικτός. Αντίστροφα στην επιτάχυνση υπάρχει η δυνατότητα αυτή να είναι έντονη αλλά και ένας συνδυασμός λίγου πλαγιάσματος και λίγης επιτάχυνσης είναι εφικτός.

Τα αυλάκια στις πλευρές του ελαστικού που έρχονται σε επαφή όταν η μοτοσυκλέτα είναι πλαγιασμένη, έχουν γωνία που πλησιάζει την εγκάρσια διάταξη και φορά σύμφωνη με τη συνισταμένη δύναμη επιτάχυνσης και φυγόκεντρης δύναμης για το πίσω ελαστικό. Αντίστροφα στο εμπρός ελαστικό υπάρχει μόνο η δυνατότητα συνισταμένης φυγόκεντης δύναμης και μικρής επιβράδυνσης.

Στην στεγνή άσφαλτο ο αντίστροφος σχεδιασμός της χάραξης του εμπρός ελαστικού από το πίσω είναι η καλύτερη λύση για τις δυνάμεις που αναπτύσσονται κοντά στις αυλακώσεις. Σε ένα αγωνιστικό σλικ, το ελαστικό έχει τη μέγιστη ποσότητα καουτσούκ σε επαφή με την επιφάνεια της πίστας και μπορεί να αποδώσει στη σωστή θερμοκρασία. Το σχέδιο του πέλματος σε ένα ελαστικό μοτοσικλέτας δεν χρησιμοποιείται μόνο για τη διαφυγή του νερού γύρω από το οβάλ σημείο επαφής. Οι αυλακώσεις στο πέλμα βοηθούν επίσης στη δημιουργία θερμότητας μέσω του σκελετού του ελαστικού και της σύνθεσης που κάνει το ελαστικό πιο μαλακό.

Η επιφάνεια ενός σλικ ελαστικού παραμένει σχεδόν με το ίδιο σχήμα όταν κυλάει στην επιφάνεια της πίστας, ενώ ένα ελαστικό με χάραξη διαθέτει πολλά μπλοκ από καουτσούκ που συνεχίζουν να κινούνται καθώς το ελαστικό κυλάει στην επιφάνεια και υπάρχουν μικρές μετατοπίσεις ειδικά κοντά στα αυλάκια όπου το κενό δεν μπορεί να συγκρατήσει πλευρικές δυνάμεις και παραμορφώνεται. Τα μπλοκ παράγουν θερμότητα καθώς κινούνται και οι αυλακώσεις στα ελαστικά του δρόμου λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο. Επομένως, ένα ελαστικό με πολλές αυλακώσεις πέλματος πέρα από την καλή απόδοση στο βρεγμένο, δημιουργεί πολλή θερμότητα, ενώ ένα ελαστικό με λιγότερες αυλακώσεις διώχνει λιγότερο νερό και δημιουργεί λιγότερη θερμότητα, καθιστώντας το λιγότερο αποδοτικό στο βρεγμένο. Ένα ελαστικό προσανατολισμένο στην χρήση στην πίστα, όπως ένα αγωνιστικό σλικ, έχει πολύ στενή θερμοκρασία λειτουργίας. Η αραιή και μεταβαλλόμενη ως προς τη γωνία σχεδίαση των αυλακώσεων προσφέρει κράτημα από την αρχή και ένα ελαστικό υψηλών επιδόσεων για χρήση στο δρόμο έχει γρήγορη προθέρμανση, μικρότερες αποστάσεις φρεναρίσματος και εξαιρετική πρόσφυση σε βρεγμένο και στεγνό οδόστρωμα.

Το μειονέκτημα ενός σχεδίου πέλματος που καλύπτεται με πολλές αυλακώσεις όπως το ελαστικό βροχής αγώνα, είναι ότι φθείρεται πιο γρήγορα όταν χρησιμοποιείται σε ξηρές συνθήκες. Έτσι οι κατασκευαστές κάνουν σημαντικές τροποποιήσεις στο σχέδιο προκειμένου να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του ελαστικού. Το κέντρο του ελαστικού είναι κυρίως από καουτσούκ χωρίς αυλακώσεις, για να προσφέρει στην ευθεία πρόσφυση και σταθερότητα. Οι αυλακώσεις που χρησιμοποιούνται προς την κεντρική περιοχή του ελαστικού σχεδιάζονται συνήθως για να ευθυγραμμίζονται με την περιστροφή του ελαστικού και στη συνέχεια εκτείνονται προς την άκρη του ελαστικού με πιο μεγάλη γωνία πλησιάζοντας προς την εγκάρσια φορά. Ο λόγος που γίνεται αυτό το σχέδιο πέλματος είναι επειδή οι κύριες δυνάμεις που ασκούνται στο ελαστικό είναι είτε φρενάρισμα εμπρός, είτε επιτάχυνση πίσω. Καθώς η μοτοσυκλέτα είναι πολύ πλαγιασμένη, οι κύριες δυνάμεις που δρουν στο ελαστικό εισέρχονται κυρίως από το πλάι.

Η ευθυγράμμιση των αυλακώσεων στα διάφορα τμήματα του ελαστικού σύμφωνα με τις συνισταμένες δυνάμεις που ασκούνται σε αυτά τα τμήματα, είναι το κλειδί για να διασφαλιστεί η μέγιστη δυνατή επιφάνεια επαφής του ελαστικού με το δρόμο, η μικρότερη δυνατή παραμόρφωση κοντά στα αυλάκια και η ομοιόμορφη φθορά του ελαστικού. Κοντά στα αυλάκια αν οι δυνάμεις από την τριβή επιδρούν ακριβώς σύμφωνα με τη διεύθυνση των αυλακώσεων, τότε στα «τοιχώματα» μέσα σε κάθε αυλάκι δεν υπάρχει παραμόρφωση και οι γωνίες δέχονται φορτίο συμμετέχοντας στο 100% της πίεσης της διαθέσιμης επιφάνειας που έχει το ελαστικό. Σε διαφορετικές δυνάμεις από την φορά των αυλακώσεων και κυρίως αν οι δυνάμεις επιδρούν κάθετα ως προς τα αυλάκια, η κάθε γωνία στα τοιχώματα λυγίζει και αφήνει ένα μικρό μέρος της συνολικής διαθέσιμης επιφάνειας χωρίς πίεση προς την άσφαλτο μειώνοντάς την σε ποσοστό μικρότερο από το 100% έως και 90% αν υπάρχουν πολλές αυλακώσεις σε λάθος φορά.

Στα αυλάκια δεν υπάρχει υλικό για να δεχθεί πλευρικό φορτίο ιδιαιτέρως όταν η δύναμη που ασκείται κοντά στη γωνία που σχηματίζεται έχει φορά κάθετη προς το αυλάκι, με αποτέλεσμα η γωνία να υποχωρεί και να μειώνεται η συνολική διαθέσιμη επιφάνεια επαφής με το δρόμο.

Η αντίστροφη φορά της χάραξης του εμπρός ελαστικού από αυτή του πίσω, δεν έχει στόχο απλώς τον εντυπωσιακό σχεδιασμό, αλλά μια μελετημένη σχεδίαση με πολλά φαινόμενα να συμβαίνουν και πολλούς συμβιβασμούς με στόχο τη βέλτιστη δυνατή απόδοση.