Aerodynamik & Fahrwiderstand bei Motorrädern

Aerodynamik beschreibt, wie sich ein Körper durch eine strömende Flüssigkeit oder ein Gas bewegt.

Der Fahrwiderstand wiederum ist die Kraft, die dieser Bewegung entgegenwirkt, beim Motorrad um ein Mehrfaches höher ist als beim Auto und sich aus verschiedenen Einzelwiderständen zusammensetzt.

Das Zusammenspiel beider Komponenten, Aerodynamik und Fahrwiderstände, bestimmt, wie viel von der potenziellen Leistung und Effizienz eines Motorrads in Geschwindigkeit umgesetzt werden kann.

Der Fahrwiderstand beim Motorrad setzt sich in Summe aus praktisch allem zusammen, was nicht der Beschleunigung dienlich ist oder sich zumindest neutral verhält: Luft-, Steigungs-,  Roll- und Beschleunigungswiderstand.

Da sich kaum jemand im luftleeren Raum bewegt (außer vielleicht Politiker in ihren eigenen Köpfen), müssen sich Motorradfahrer irgendwie mit dem Medium Luft arrangieren, das sich umso störrischer verhält, je schneller man unterwegs ist und je mehr unnötige Fläche man aufweist, in die es sich verbeißen kann.

Die Aerodynamik widmet sich folglich in erster Linie dem Fahrzeug-Luftwiderstandswert, der, wie bereits angedeutet, bei Motorrädern schwerer in den Griff zu bekommen ist als bei PKWs.  Wichtige Werte sind hierbei die Luftdichte (Luftdruck) und der Fahrzeug-Luftwiderstandswert, der bei Naked Bikes erwartungsgemäß höher ausfällt als bei verkleideten Rennmaschinen:

Der Luftwiderstand ist bei höheren Geschwindigkeiten die dominierende Kraft, ein Motorrad auszubremsen. Er hängt maßgeblich von zwei Faktoren ab: der Stirnfläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (Cw).

Warum die Geschwindigkeit so entscheidend ist: Die Widerstandskraft steigt im Quadrat zur Geschwindigkeit. Verdoppelst du dein Tempo, vervierfacht sich der Widerstand. (Expertentipp: Die benötigte Motorleistung zur Überwindung des Luftwiderstands steigt sogar in der dritten Potenz. Um also von 100 km/h auf 200 km/h zu beschleunigen, benötigt ein Motor theoretisch die achtfache Leistung nur für den Wind!)

Naturgemäß hält sich der Erfolg von Maßnahmen, den Fahrwiderstand zu reduzieren, in überschaubare Grenzen. Bei Sportmaschinen und Sporttourern helfen aerodynamische Verkleidungen, den Luftstrom um den Fahrer herumzuleiten und so den Luftwiderstand zu reduzieren. Bei anderen Zweirädern muss man versuchen, den Fahrwiderstand so weit wie möglich auf andere Arten zu verringern:

Hilfreich sind ferner:

Der Rollwiderstand ergibt sich in Summe aus der Aufstandsfläche der Reifen (Radlast, Walkamplitude, Reifeninnendruck), dem Fahrzeuggewicht und der Art der Fahrbahnoberfläche (hoch bei weichem Untergrund, sehr klein auf Asphalt). Hinzu kommen die Reibung der Radlager und eventuell schleifende Bremsen.

Verbesserungen beim Rollwiderstand ergeben sich durch die Montage passender, guter Reifen (also nicht unbedingt die breitesten mit den fettesten Stollen), die Einhaltung des optimalen Luftdrucks, möglichst wenig Gewicht (ob bei der Zuladung oder dem Bike selbst) und eine gute Pflege von Lagern und Bremsen (Letzteres, wenn schlecht gängige Bremskolben für schleifende Scheiben sorgen).

Hinweis: Ein zu niedriger Luftdruck erhöht nicht nur den Rollwiderstand und damit den Benzinverbrauch, sondern sorgt auch für eine instabile Kurvenlage und übermäßige Erhitzung des Reifens.

Sind die oben genannten Widerstände überwunden, bleibt ein Rest, der benötigt wird, um das Motorrad samt Fahrer und Zusatzgewichte (Sozius, Koffer, etc.) zu beschleunigen.

Verbesserungen beim Beschleunigungswiderstand können in erster Linie durch Gewichtseinsparungen, wie beim Rollwiderstand aber auch durch die Montage passender Reifen, ein guter Luftdruck und die regelmäßige Wartung von Lagern und Bremsen erreicht werden.

Bei Hügeln, Pässen etc. kommt zum Kraftaufwand, ein Motorrad überhaupt zu beschleunigen, die Leistung hinzu, die es benötigt, das Teil auch noch nach oben zu befördern. Je steiler die Anhöhe dabei ist, desto mehr zusätzliche Kraft muss aufgewendet werden.

Echt jetzt? Außer mit Spitzhacke und Schaufel wird es wohl nichts werden … 😉