Znacie ten scenariusz. 1973 Popeyle Doyle goni handlarzy heroiną w nowojorskim metrze. Ostre przejście do San Francisco. Ford Gran Torino Steve’a McQueena przemierza ulice w filmie Bullitt, zdobywając Oscara za montaż. Potem jest Dying in Los Angeles, gdzie William Petersen wysyła Chevroleta Impalę, który pędzi autostradą Los Angeles w złym kierunku. Te sceny stały się ikoniczne. Opierają się na kinowych, szybkich pościgach.
Przyjrzyjmy się jednak bliżej mechanice. Zwłaszcza na ostrym zakręcie. Kierowca gwałtownie skręca kierownicą. Tylne koła zaczynają się ślizgać. Opony odrywają się od powierzchni. Inżynier dźwięku nakłada odgłos skrobania gumy na beton. Wtedy – bum! — silnik ryczy, samochód się prostuje i rusza. Widziałeś to milion razy.
Czy zauważyłeś coś dziwnego?
Samochód wyraźnie zwalnia. Prawie do całkowitego zatrzymania. Dlaczego? Ponieważ utracono kontrolę. Jeżeli przód samochodu przesuwa się na zewnątrz podczas skręcania, oznacza to podsterowność. Jeśli tył samochodu przesunie się na zewnątrz, mamy do czynienia z nadsterownością. W każdym razie marnujesz czas.
W filmie strata kilku sekund to tylko zabieg fabularny. W NASCAR to zmarnowane zwycięstwo.
Kiedy samochód jest podsterowny lub nadsterowny, nie chodzi tylko o prowadzenie. Mówimy o fizyce. A fizyka nie dba o twoją reputację. Zrozumienie jak naprawić podsterowny lub nadsterowny samochód nie jest przeznaczone tylko dla mechaników. To pozycja obowiązkowa dla każdego, kto chce wiedzieć, dlaczego ich ulubiony kierowca wypada z toru na 300. okrążeniu.
Fizyka poślizgu
Rozbijmy to punkt po punkcie. Żadnego żargonu, żadnych wyjaśnień.
Podsterowność występuje, gdy przednie opony tracą przyczepność. Samochód chce jechać prosto. Kierowca kręci kierownicą. Maszyna go ignoruje. Ona nadal jedzie prosto, jak ciężarówka po śniegu. Możesz myśleć, że to bezpieczne. To jest błędne. Nie przechodzisz przez wierzchołek (wewnętrzny punkt zwrotny). Tracisz prędkość.
Nadsterowność jest odwrotna. Tylne opony tracą przyczepność. Tył samochodu jest skierowany na zewnątrz. Samochód skręca szybciej, niż potrzebujesz. To właśnie powoduje odbijanie się tylnych kół. To właśnie powoduje ten dramatyczny poślizg. To przerażające. To jest szybkie. I to zazwyczaj jest błąd.
W obu przypadkach samochód znajduje się w stanie „podsterowności” lub „nadsterowności”. Fani używają tych terminów zamiennie. Oni się mylą. A przynajmniej ich zrozumienie jest niepełne. Samochód, który jest nadsterowny, ma skłonność do wpadania w poślizg (nadsterowność). Samochód, który jest podsterowny, jest podatny na podsterowność. Ale źródło problemu jest inne. A sposób na naprawienie tego jest inny.
Dlaczego tak się dzieje?
Pytasz dlaczego. Chcesz poznać powód.
Wszystko sprowadza się do redystrybucji masy. Podczas hamowania ciężar przesuwa się do przodu. Przednie opony zyskują większą przyczepność. Ci z tyłu tracą. Dlatego podczas hamowania tył samochodu skręca się na zewnątrz. Dlatego tylne koła odrywają się od powierzchni.
Podczas przyspieszania ciężar przesuwa się do tyłu. Tylne opony zyskują większą przyczepność. Ci z przodu to tracą. Dlatego też, gdy w zakręcie dodasz gazu, samochód nadal jedzie prosto.
Ale nie chodzi tylko o hamowanie i przyspieszanie. Chodzi o ustawienia. Zawieszenie. Opony.
Jak regulacja wysokości jazdy (klin) zapobiega poślizgowi samochodów NASCAR
W NASCAR odległość między zwycięskim podium a słabszymi zawodnikami mierzy się nie w stopach, ale w tysięcznych części sekundy. To sprawia, że każda najmniejsza przewaga jest krytyczna. Główna dźwignia, jaką ma kierowca wyścigowy? — Prowadzenie samochodu.
Prosta fizyka jest przeciwko tobie. Na prostych odcinkach stabilność boczna utrzymuje samochód na torze wyścigowym. Wszystkie cztery koła skierowane są do przodu. Samochód nie jest rozebrany. Wciskasz pedał gazu do podłogi. Ale czy warto wejść w zakręt? Nagle włącza się siła odśrodkowa. Wypycha ciężki samochód na zewnątrz zakrętu. Teraz walczysz z kierownicą, żeby utrzymać się na kursie.
Jeśli ta siła wyporu pokona przyczepność, nastąpi katastrofa. Samochód wpada w poślizg. Tylne opony mogą tracić przyczepność. Ewentualnie te z przodu. Tak czy inaczej trafiłeś na ścianę. Publiczność to uwielbia. Kierowcy płacą za to sekundami na tablicy wyników.
Zrozumienie pojęć „Luźny” (luźny) i „Ciasny” (twardy)
Kierowcy NASCAR mają specjalne warunki dotyczące tych usterek. Jeżeli tylne opony stracą przyczepność i tył samochodu wpadnie w poślizg, samochód uznaje się za luźny. To jest nadsterowność. Marnujesz czas na walkę ze zjeżdżalnią.
Jeśli przednie opony nie chcą się skręcić, a samochód nadal jedzie prosto pomimo sterowania kierownicą, samochód uznaje się za ciasny. Podsterowność. Skręcasz zakręt, tracisz prędkość i masz nadzieję, że opony znajdą przyczepność, zanim zjedziesz z toru.
Dlaczego jedno zdarza się częściej niż drugie? Wszystko zależy od zawieszenia.
Samochody NASCAR wykorzystują specjalistyczne sprężyny, które pochłaniają brutalne wibracje opon podczas pokonywania zakrętów. Amortyzatory przejmują tę energię i rozpraszają ją. Zapobiega to odbijaniu się, dzięki czemu opony szybciej odzyskują przyczepność. Ale sprężyny nie są czymś niezmiennym. Liderzy drużyn mogą je dostosować w trakcie wyścigu.
Tutaj właśnie wchodzi w grę regulacja klina.
Tajemnica regulacji luzu
Regulacja wysokości zawieszenia pozwala zespołowi zmienić sposób osadzania samochodu na resorach. Mechanizm zapadkowy i śrubowy może dokręcić lub poluzować zawieszenie w ciągu kilku sekund. Niewielka zmiana kąta zmienia równowagę. Sprawić, że samochód będzie bardziej ślizgał się? Mocniejszy? To ciągła gra muzycznych krzeseł z prawami fizyki.
Każdy utwór dodaje nową warstwę chaosu. Dover to bestia, ponieważ zakręty są z betonu, a proste z asfaltu. Tarcie zmienia się bezpośrednio w trakcie okrążenia. Sama powierzchnia toru ulega degradacji w miarę gromadzenia się gumy i zużywania się opon.
Dlatego brygadzista monitoruje dane. Zawodnik kontaktuje się drogą radiową. „Samochód jest mocny”. „Samochód wpada w poślizg”. Korekty dokonuje się podczas pit stopów. Sekundy mają znaczenie. Celem jest zawsze równowaga. Żadnych zasp, żadnych rozbiórek. Po prostu przewidywalny i szybki zwrot. Wyważony samochód wygrywa.
Istnieje inny sposób radzenia sobie z siłą odśrodkową. Kierowco zwolnij. Ale w NASCAR odpuszczenie gazu oznacza praktycznie poddanie się. Jeśli nie chcesz ukończyć wyścigu jako ostatni, trzymaj pedał wciśnięty w metal.
Dodatkowe zasoby
Dla tych, którzy zagłębiają się w szczegóły techniczne:
- Czy łatwo oszukiwać w NASCAR?
- Dlaczego pochylenie jest tak istotne w NASCAR?
- Jak działają regulacje klina w NASCAR
Możesz także sprawdzić Słownik NASCAR, aby uzyskać wyjaśnienie większej liczby terminów. Lub odwiedź Forum społeczności kosmicznej NASCAR, aby poznać teorie fanów, które prawdopodobnie mają tyle samo sensu, co sama fizyka.
Źródła:
– Ronfeldt, Dawid. „Socjologia przy prędkości 300 km/godz. na największych superspeedwayach NASCAR”. Pierwszy poniedziałek. luty 2000.
– Siska, Helena. „Opanowanie pojęć „ciasno” i „luźno”. ESPN, 15 maja 2007 r.
– „Fizyka jazdy”. Grupa BMW. 2006.
– „Słownik NASCAR”. NASCAR. 5 lutego 2004
