Cum ajută downforce o mașină de curse NASCAR?

Richard Petty a condus acest Superbird Plymouth în 1970 Daytona 500. Uriașa aripă posterioară și capătul îndreptat al Superbird-ului i-a oferit un avantaj aerodinamic considerabil. RacingOne / -Getty Images

-Dacă doriți cu adevărat să aflați despre forța în cursele NASCAR - și credem că de când citiți acest articol,

tu faci - un loc logic pentru a te transforma ar fi la NASCAR în sine.

De fapt, NASCAR a strâns un glosar destul de util al termenilor obișnuiți de curse, inclusiv unul pentru forță. În principiu, se afirmă că presiunea aerului care se deplasează pe diferitele suprafețe ale unei mașini de curse creează „forță” sau greutate crescută. Și în timp ce forța de muncă crește aderența anvelopelor și viteza de viraj, există un compromis semnificativ - forța mai mare crește și tracțiunea, ceea ce reduce viteza imediată [sursa: NASCAR.com].

-În trecut, echipele NASCAR au putut rula vehicule sălbatic diferite. De fapt; fiecare producător participant avea un aspect oarecum unic și de recunoscut. Totuși, în ultimii ani, NASCAR a încercat chiar și terenul de joc standardizând echipele de curse ale formei corpului care au voie să vină în competiție. În consecință, caroseria fiecărei mașini de curse NASCAR Sprint Cup este identică indiferent de producător - cu excepția vopselei, desigur.

Mașina de mâine a NASCAR este designul actual utilizat exclusiv în cursele de la NASCAR Sprint Cup. Designul crește siguranța șoferului, deoarece mașinile merg mai repede și mai repede în fiecare an. Dar, pe măsură ce vitezele cresc, de dragul siguranței, forța de muncă trebuie să crească și ea. Forța suplimentară sporește tracțiunea care acționează pentru a încetini mașina.

-Ți se pare o luptă fizică fără sfârșit? Ei bine, este. Așadar, vom arunca o privire asupra acestor forțe, în legătură cu o mașină de curse NASCAR, pe pagina următoare.

În NASCAR, cursa cu nasul la coadă nu lasă loc nici unei greșeli a niciunui șofer. Chris Graythen / Getty Images

-În mod similar cu modul în care geometria și biliardul sunt strâns legate, există, de fapt, multă fizică implicată în cursele NASCAR - sau orice formă de curse auto. Dacă doriți o modalitate ușoară de a vă aminti câțiva dintre factorii cheie din NASCAR, amintiți-vă doar de cei trei D - downforce, glisare și redactare.

Downforce este creat de aerul care se deplasează peste partea de sus a mașinii și o împinge în jos spre suprafața pistei. Forța inferioară crește tracțiunea. Tragerea este forța de rezistență a vehiculului din cauza apăsării aerului împotriva acesteia și a greutății suplimentare pe care o creează forța. Șoferii pot reduce cantitatea de tracțiune pe care o experimentează pe pista de curse prin proiectare. Redactarea este atunci când șoferul B își trage nasul mașinii aproape sub bara de protecție din spate a mașinii șoferului A, pentru a îmbunătăți fluxul de aer asupra ambelor mașini. Uneori veți auzi această manevră numită „alergare din nas la coadă”.

Când vine vorba de lipirea anvelopelor pe pistă în viraje, forța de siguranță este cu siguranță cea mai importantă dintre cele trei D-uri. Dar forța nu este la fel de importantă pe trotuarele lungi, drepte, care urmează imediat virajele. De aceea, șoferii doresc forță de muncă ceva mai puțin redusă și, ca urmare, și o tracțiune puțin mai mică. Este un echilibru delicat, într-adevăr. O absență - sau chiar o reducere semnificativă - a forței de muncă ar putea determina mașina să se ridice de pe suprafața pistei, precum un avion decolând. Deci, cum împiedică proiectarea unui NASCAR să se întâmple acest lucru?

Bara de protecție din fața unei mașini de curse NASCAR este foarte scăzută și, de asemenea, lată. Este într-adevăr mai mult un baraj de aer decât un bara de protecție. Acesta direcționează aerul în mișcare peste partea de sus a mașinii, mai degrabă decât pe dedesubt. Acest lucru creează o zonă de presiune scăzută sub mașină și o zonă de înaltă presiune în partea superioară a mașinii. Aceasta se numește ridicare negativă și este exact opusul funcționării unui avion. În cazul în care aerul împinge în sus pe o aripă de avion, acesta se împinge în jos pe o mașină de curse.

Ideea este să obțineți cea mai mare parte a aerului să treacă peste partea de sus a mașinii pentru a maximiza forța în jos. Acolo intră fascia frontală. Nasul mașinii este cât se poate de scăzut, iar gardurile din față sunt evazate larg pentru a împinge aerul în sus și peste mașină.

Problema, după cum probabil v-ați dat seama deja, este că acest nas scăzut cu aparate evazate prezintă o mulțime de suprafețe frontale pentru a împinge prin aer. După cum vă puteți imagina, acest lucru creează mult drag. Dacă doriți o demonstrație din prima a ceea ce este dragul, data viitoare când sunteți pe autostradă, încercați să vă lăsați mâna pe fereastra mașinii cu palma îndreptată în față. Așa simți dragul. În continuare, înclinați-vă mâna cu 90 de grade, astfel încât palma dvs. să fie orientată spre drum. Vei simți imediat diferența. Cu mai puțină suprafață orientată către vânt, aerul poate aluneca în jurul mâinii dvs., permițându-i să taie aerul mult mai ușor. De asemenea, puteți varia unghiul mâinii dvs. pentru a provoca ridicarea (determinând ridicarea mâinii) sau forța în jos (determinând scufundarea mâinii). Deci, glisarea este destul de ușor pentru a regla cu mâna ta, dar ce zici de reglarea fină a unei întregi mașini de curse? În special una care se deplasează cu viteză de sau aproape 200 km / h (322 km / h) pe diferite suprafețe ale șinelor și în condiții meteorologice variate.

-Echilibrarea forței și a tragerii în limitele caroseriei sancționate de NASCAR este un truc cu care echipele trebuie pur și simplu să se descurce în cel mai bun mod în care pot. O modalitate prin care echipele profită la maxim de aceste forțe pe pistă este prin aducerea celui de-al treilea D în mix - redactare. În continuare, vom arunca o privire mai atentă la redactare.

Este ușor de observat cât de scăzut este splitter-ul pe mașina # 48 a lui Jimmie Johnson - marginea de jos este verde neon. Harry How / -Getty Images

-Șoferii spun întotdeauna că vor mai multă forță în viraje. Ceea ce înseamnă cu adevărat este că își doresc aderenta maximă în colțuri și tracțiune minimă asupra drepturilor. Acest lucru este dificil de făcut - mai ales când echipele de ajustări au voie să facă corpul NASCAR Sprint Cup sunt atât de minore.

Cu toate acestea, există câteva ajustări fine de reglare pe care le pot face echipele, cum ar fi reglarea unghiului spoilerului din spate. Cu cât unghiul aripii din spate este mai abrupt, cu atât forța mai mare poate fi adăugată la capătul din spate al mașinii. Aceasta este ceea ce menține anvelopele spate ferm plantate pe trotuar. La capătul din față, o piesă numită „despicător” îndeplinește un rol similar pentru a menține roțile din față lipite de sol. Splitter-ul este componenta pe care o vedeți la marginea de vârf a unei mașini de curse NASCAR. Rulează pe toată lățimea mașinii, este reglabilă și apare adesea ca și cum ar fi suficient de scăzut pentru a zgâria suprafața pistei.

Există momente în care echipele aleg să acceseze cât mai multă forță. De exemplu, pe trasee rutiere cu o mulțime de viraje și foarte puține secțiuni drepte de traseu. Prin modificări ușoare ale aripii din spate și a despicătorului din față, forța în jos poate fi maximizată, sporind aderența mașinii în viraje.

-Dar majoritatea curselor din programul NASCAR sunt pe piste ovale cu viteză mare. Deci, ne-am întors la întrebarea noastră despre cum să echilibrăm forța de tracțiune și să tragem. Redactarea poate ajuta. Traseul pe pistă permite vehiculului care urmează plumbului să-și reducă traiectoria. Aerul care curge peste mașina din față se deplasează chiar peste parbriz și pe acoperișul celei de-a doua mașini. Asta e grozav pentru a doua mașină și pentru orice mașină care se întâmplă să fie proiectată în spatele ei, dar ce are mașina de plumb din toate astea? Mașina de plumb dintr-o pereche de tragere scoate ceva din manevră. A doua mașină se reduce la tracțiunea de presiune a mașinii din față. Vă puteți gândi la tracțiunea de presiune ca la o trezire de joasă presiune lăsată în urmă de mașină, în timp ce viteza de-a lungul pistei. Cu toate acestea, acest tip de trezire trage vehiculul înapoi. Prin eliminarea tracțiunii de presiune asupra mașinii cu plumb, cele două mașini de lansare pot câștiga un avantaj de până la 8 km / h (8 km / h) față de o mașină care se transformă în viraje solo [sursa: Schirber].

-Odată ce au fost făcute micile modificări pentru cantitatea corectă de forță, șoferul are o senzație bună pentru mașina de curse (și pista) și poate chiar și-a exersat abilitățile de proiectare, există într-adevăr o singură modalitate de a profita din plin de aerodinamică în timpul cursei: Nu te prăbuși. Acesta este un sfat logic, nu? Când fiecare echipă NASCAR Sprint Cup a făcut cele mai mici ajustări la aerodinamica vehiculului, în efortul de a obține un avantaj de doar câteva sutimi de secundă pe tură, ceva atât de mic ca un colț frontal încremenit își poate pune capăt speranțelor pentru o victorie pe acea zi.

Prea mult avantaj

Pe parcursul sfârșitului anilor 1960 și începutul anilor 1970, înainte de standardizarea corpului în seria NASCAR, Plymouth Superbird a maximizat forța de mână și a redus la minimum folosind un nas lung ascuțit și o aripă aproape comic masivă pe spate. Avantajul aerodinamic al designului Superbird s-a dovedit a fi valoros pe măsură ce vitezele de pe pistă au crescut. Cu toate acestea, oficialii NASCAR au pus rapid restricții grele asupra acestor mașini care au dus curând la dispariția lor în sport și în producție. Superbird a avut o apariție atât de ciudată încât dealerii Plymouth nu au găsit pe nimeni să le cumpere, așa că au stat adesea pe loturi de mașini - nedorite. Astăzi, Superbird-urile Plymouth originale sunt considerate extrem de colectate - cu etichete de preț ridicate!

Articole similare

• 10 Instrumente esențiale ale membrilor echipajului NASCAR
• Cum funcționează emisiunile NASCAR
• Cum se schimbă fizic un traseu NASCAR în timpul unei curse?
• Cum funcționează canelurile de curse NASCAR
• Ce este hypermiling?
• De ce o mașină de curse NASCAR se numește „liberă” sau „strânsă?”
• Cum funcționează reglajele cu pană NASCAR
• Este ușor să trișezi în NASCAR?
• De ce este camber atât de critic în NASCAR?
• De ce este atât de greu să înțelegem sistemul de penalizări NASCAR?
• Cum funcționează Programul NASCAR
• Cum funcționează banii Premiului NASCAR
• Cum funcționează redactarea NASCAR
• Care a fost acordul domnului NASCAR?
• Cum funcționează NASCAR Pre-cursa și post-cursa de inspecție

surse

• ESPN.com. „Apăsare.“ 23 iulie 2008. (8 decembrie 2008) http://sports.espn.go.com/rpm/nascar/icons/news/story?id=3430034
• Jim's Garage. „Aerodinamica, efectul în jos, efectele la sol”. 18 august 2007. (8 decembrie 2008) http://jimsgarage.wordpress.com/2007/08/18/aerodynamics-downforce-ground-effects/
• NASCAR.com. "Glosar NASCAR." (8 decembrie 2008) http://www.nascar.com/kyn/101/glossary/index_all.html
• Schirber, Michael. "The Daytona 500: Zbor fără să părăsim pământul." Știința în direct. 15 februarie 2007. (8 decembrie 2008) http://www.livescience.com/technology/070215_nascar_aero.html
• Yager, Bryan. „Aerodinamica în cursa auto”. NASA. 27 august 2001. (8 decembrie 2008) http://www.nas.nasa.gov/ About/Education/Racecar/aerodynamics.htm

-