Эффективная структура или рациональная конструкция — это конструкция, которая имеет наименьший вес в случае с мотоциклом - при наибольшей жесткости.

В СССР в середине 80-х встречались на дорогах два очень похожих мотоцикла: Ява 350-634 и CZ 350. Они мало чем отличались и внешне, и конструктивно, за исключением одного нюанса: рама Явы имела по две трубы снизу и сверху, у Чезет по одной.

И это определяло характер мотоцикла. Там, где Чезет в поворотах болтало, Ява шла как по рельсам.

Попытки сделать раму более жесткой начались еще в середине 20-го века.

Французский промышленник и инженер Жорж Руа в 1920-х годах попытался усовершенствовать рамы мотоциклов того времени, которые напоминали велосипедные. Им не хватало жесткости и это ограничивало их управляемость. Он подал заявку на патент в 1926 году, а в 1929 году на Парижском автосалоне представил свой новый мотоцикл в стиле арт-деко 1930 Majestic.

Его кузов типа монокок (Слово monocoque — это французский термин, означающий «одна скорлупа».) решил проблемы жесткости и еще выполнял двойную функцию, поскольку рама и кузов обеспечивали некоторую защиту от непогоды.

Монококовый скутер выпускался компанией Yamaha с 1960 по 1962 год. Модель MF-1 оснащалась 50-кубовым двигателем с трехступенчатой коробкой передач и встроенным в раму топливным баком.

Мотоцикл с монококовой рамой был разработан испанским производителем Ossa для сезона мотогонок Гран-при 1967 года. Хотя одноцилиндровая Ossa имела на 20 лошадиных сил (15 кВт) меньше, чем ее конкуренты, она была на 45 фунтов (20 кг) легче, а ее монококовая рама была намного жестче, чем у обычных рам мотоциклов, что давало ему превосходную управляемость на гоночной трассе.

Ossa выиграла четыре гонки Гран-при на этом мотоцикле, прежде чем их гонщик погиб на соревнованиях на острове Мэн TT 1970 года, в результате чего завод Ossa отказался от дальнейшего участия в Гран-при.

Ямаха пошла своим путем, спроектировав в начале 80-х успешную треугольную конструкцию Delta-box которая применяется и по сей день, и по сути является полу-монококом в который двигатель интегрирован как конструктивный элемент.

Одним из первых мотоциклов, в которых двигатель выполнял частично, функции рамы был Дукати Аполло, изготовленный всего в двух экземплярах в 1964-м году. Его огромный 1257-ми кубовый мотор располагался в открытой раме и было бы странно не использовать его в этом качестве. Такой подход сейчас применяется повсеместно, параллельно с рамами типа монокок или дельта-бокс. Например, на наших учебных мотоциклах Хонда FTR223 двигатель тоже работает как элемент конструкции.

На серийном мотоцикле алюминиевая монококовая рама была впервые использована с 2000 года на Kawasaki ZX-12R. Журнал Cycle World тогда описал его раму так: “одна балка большого диаметра”

Да! Большой диаметр в данном случае подразумевает бОльшую жесткость конструкции, но тут возникает противоречие. А как же централизация масс, о которой говорится практически в каждом пресс-релизе новых мотоциклов? Вот, например:

 

Причина, по которой компоненты перемещаются внутрь, группируя их как можно ближе к центру масс, заключается в том, чтобы мотоцикл быстрее реагировал на управляющие воздействия. Представьте себе, что у вас в руке шар весом несколько килограммов, вы его пытаетесь вращать относительно его центра тяжести. Теперь представьте, что у вас в руке длинная палка такого же веса. Ее вращать будет намного тяжелее.

Едем дальше: давайте вспомним, что мотоцикл поворачивает не относительно колес, как автомобиль, а относительно центра его тяжести. Это одна из ключевых особенностей управления одноколейными транспортными средствами.

Когда мы наклоняем мотоцикл для поворота, то мы, по сути, вращаем его относительно его центра масс в продольной плоскости. Чем сильнее массы централизованы, тем меньше усилий нам придется прикладывать для наклона мотоцикла, что особенно сильно проявляется на быстрых перекладках.

Другими словами, производителям мотоциклов приходится разрываться между повышением быстрой маневренности за счет группировки тяжелых компонентов близко к центру масс мотоцикла и увеличением жесткости конструкции для более точной управляемости, отодвигая несущие элементы от центра масс.

Решается эта дилемма тем, что конструкторы стремятся собрать неструктурные компоненты, типа аккумулятора или бака ближе к центру, а несущие конструкции изготовить из наиболее легких материалов.