Den 29 april, 2001, CART (Championship Auto Racing Teams) tjänstemän ställde in ett lopp på Texas Motor Speedway eftersom förarna upplevde yrsel efter så få som 10 varv. Kombinationen av höga hastigheter och snäva svängar vid Texas Motor Speedway ger krafter på nästan 5 Gs i svängarna. Ett G är kraften i jordens gravitation - det är denna kraft som avgör hur mycket vi väger. Vid 5 Gs, en förare upplever en kraft lika med fem gånger sin vikt. Till exempel, under en 5-G-sväng, det är 60 till 70 kilo kraft som drar huvudet åt sidan. Låt oss se hur vi beräknar hur många Gs en bil drar i en sväng och hur dessa Champ -bilar kan hålla sig på banan under så mycket kraft.
Beräknar G-krafter på förarna är faktiskt ganska enkelt. Vi behöver bara veta radien på svängarna och bilarnas hastighet. Enligt Texas Motor Speedways spårfakta, svängarna på banan har en radie på 229 meter. Under träningen, bilarna svängde varv i cirka 230 miles i timmen (370 km / h).
När en bil går runt en sväng, det accelererar hela tiden (det är därför, när du svänger i din egen bil, du känner en kraft som drar kroppen mot utsidan av bilen). Mängden acceleration är lika med bilens hastighet i kvadrat dividerat med svängradien:
Låt oss köra siffrorna:
Hur kan bilen stanna på banan under denna typ av kraft? Det beror på de bankade svängarna.
Texas Motor Speedway har 24-graders banker i svängarna. Bankverksamheten påverkar inte riktigt hur vi beräknar G-krafterna på föraren, men utan banken kunde bilarna aldrig gå runt en så snäv sväng vid 230 mph. Låt oss se hur banken hjälper.
Om en Champ Car försökte göra en platt sväng i 230 mph, den skulle glida direkt av banan eftersom den inte har tillräckligt med dragkraft. Dragkraften är proportionell mot hur mycket vikt som är på däcken (ju mer vikt, desto mer dragkraft). Banking en sväng gör att några av de G-krafter som skapas i svängen kan öka vikten på däcken, öka dragkraften. För att ta reda på vilken del av G -skivorna som lägger till vikt på däcken, du multiplicerar G-krafterna med sinus i bankgraden. I vårt exempel:
Så med en 24-graders bank, 1,93 G ger vikt åt hjulen. Dessutom, en del av 1 G från jordens tyngdkraft lägger också en viss vikt på däcken:1 G x cos24 ° =0,91 Gs. Tillsammans, 2,84 G (eller 2,84 gånger bilens vikt) trycker ner bilen under svängen, hjälper den att hålla sig till banan.
Bilens aerodynamik skapar också betydande downforce vid 230 mph. På ett flygplan, vingarna ger lyft. En Champ Car har spoilers som är upp och ner på vingar, ger motsatsen till hiss:downforce. Nedkraften håller bilen limmad på banan med ett tryck nedåt från de främre och bakre vingarna, såväl som av kroppen själv. Mängden downforce är fantastisk - när bilen körs i 322 km / h, det finns tillräckligt med downforce på bilen att den faktiskt skulle kunna fästa sig vid taket i en tunnel och köra upp och ner! I ett gatubanalopp, aerodynamiken har tillräckligt med sug för att faktiskt kunna lyfta brunnslock - före loppet, alla brunnslock är svetsade för att förhindra att detta händer!
Mellan styrkan och G-krafterna långt över fyra gånger bilens vikt håller däcken till banan när den går runt en av de 24 graders bankade svängarna vid 230 mph.
Förare tar enormt mycket straff på en sådan här bana. Denna accelerationsnivå är högre än de flesta någonsin upplevt. Även rymdfärjan utvecklar bara 3 Gs när den lyfter. Vad som är ännu mer fantastiskt är hur länge dessa förare tål denna typ av kraft. Texas Motor Speedway är 2,4 km lång:Den främre sträckan är 2, 250 fot (686 m) lång, och ryggsträckan är 1, 330 fot (405 m) lång. Vid 230 mph (337 f/s), förarna tar cirka 6,5 sekunder att gå ner i främre sträckan, och sedan slås de med nästan 5 Gs kraft under de kommande 6,5 sekunderna när de går runt svängen. Det tar bara cirka 4 sekunder att ta sig ner i ryggen innan nästa sväng och ytterligare 6,5 sekunder på nästan 5 Gs. Om det planerade loppet på 600 mil (966 km) hade ägt rum, förarna skulle ha gått fram och tillbaka mellan 5 och nästan noll Gs totalt 800 gånger.
Ursprungligen publicerat:10 maj, 2001
