Hur hjälper downforce en NASCAR racerbil?

  • Rudolf Cole
  • 0
  • 4687
  • 109
Richard Petty körde denna Plymouth Superbird 1970 Daytona 500. Superbirdens enorma bakvinge och spetsiga främre ände gav den en betydande aerodynamisk fördel. RacingOne / -Getty Images

-Om du verkligen vill lära dig mer om downforce i NASCAR racing - och vi antar att eftersom du läser den här artikeln,

du gör - en logisk plats att vända sig skulle vara till NASCAR själv.

Faktum är att NASCAR har samlat en ganska praktisk ordlista med vanliga racingtermer, inklusive en för downforce. Det säger i princip att lufttrycket som rör sig över en racerbils olika ytor skapar "nedkraft" eller ökad vikt. Och medan downforce ökar däckens grepp och kurvhastigheter, finns det en betydande avvägning - större downforce ökar också dragkraften, vilket minskar direkt hastigheter [källa: NASCAR.com].

-Tidigare kunde NASCAR-team köra vilt olika fordon. I själva verket; varje deltagande tillverkare hade sitt eget något unika och igenkännliga utseende. Under de senaste åren har emellertid NASCAR försökt att till och med spela fältet genom att standardisera kroppsformen tävlingslag får ta sig till tävlingen. Som ett resultat är karosserna på varje NASCAR Sprint Cup racerbil identisk oavsett tillverkare - med undantag för färgen, naturligtvis.

NASCARs Car of Tomorrow är den aktuella designen som endast används i NASCAR Sprint Cup-lopp. Konstruktionen ökar säkerheten för föraren eftersom bilarna går snabbare och snabbare varje år. Men när hastigheterna ökar, för säkerhets skull, måste nedstyrkan också öka. Den extra nedkraften ökar dragkraften vilket gör att bilen bromsas ner.

-Verkar detta som en aldrig slutande fysikstrid? Det är det. Så vi ska titta på dessa krafter, när de hänför sig till en NASCAR racerbil, på nästa sida.

I NASCAR lämnar näsa-till-svans-racing inget utrymme för fel av någon förare. Chris Graythen / Getty Images

-På samma sätt som geometri och biljard är nära besläktade, finns det mycket fysik involverat i NASCAR-racing - eller någon form av biltävlingar, faktiskt. Om du vill ha ett enkelt sätt att komma ihåg några av de viktigaste faktorerna i NASCAR, kom bara ihåg de tre D: erna - nedstyrka, dra och utarbeta.

Downforce skapas av luften som rör sig över bilens överdel och skjuter ner den mot banan. Downforce ökar dragkraften. Drag är den motståndskraft som fordonet upplever från luft som skjuter mot den och den extra vikt som understyrkan skapar. Förare kan minska mängden drag som de upplever på banan genom att dra. Utkastet är när förare B tappar näsan på sin bil nästan under den bakre stötfångaren på Driver A: s bil för att förbättra luftflödet över båda bilarna. Ibland kommer du att höra denna manöver som kallas "springande näsa-till-svans."

När det gäller att fästa däcken på banan i svängarna, är nedkraften definitivt den viktigaste av de tre D: erna. Men downforce är inte lika viktigt på de långa, raka trottoaren som omedelbart följer svängarna. Det är där förarna vill ha något mindre nedkraft och som ett resultat också något mindre drag. Det är en känslig balans, verkligen. Frånvaro - eller till och med en avsevärd minskning - av understyrkan kan leda till att bilen lyfter av banans yta, precis som ett flygplan som startar. Så hur förhindrar utformningen av en NASCAR att detta händer?

Den främre stötfångaren på en NASCAR-racerbil är mycket låg och också bred. Det är verkligen mer en luftdamm än en stötfångare. Den leder den rörliga luften över toppen av bilen snarare än under. Detta skapar ett område med lågt tryck under bilen och ett område med högt tryck ovanpå bilen. Detta kallas negativ lyft, och det är precis motsatsen till hur ett flygplan fungerar. Där luften trycker upp på en flygvinge, skjuter den ner på en racerbil.

Tanken är att få det mesta av luften att flyta över toppen av bilen för att maximera nedstyrkan. Det är där frontend-fascian kommer in. Bilens näsa är så låg som möjligt och frontskärvarna blossar brett för att pressa luften upp och över bilen.

Problemet, som du kanske redan har räknat ut, är att den här låga näsan med utskjutna fendrar ger en stor yta för att pressa igenom luften. Som ni kan föreställa er skapar detta mycket drag. Om du vill ha en första hand-demonstration av vad drag är, nästa gång du är på motorvägen, kan du försöka sticka ut handen ur bilfönstret med handflatan framåt. Det är som drag känns. Låt sedan handen 90 grader så att handflatan vetter mot vägen. Du kommer att känna skillnaden omedelbart. Med mindre ytyta mot vinden kan luften glida runt din hand, vilket gör att den kan skära igenom luften mycket lättare. Du kan också variera handens vinkel för att orsaka lyft (orsakar din hand att stiga) eller nedåtkraft (vilket får din hand att doppa). Så drag är lätt nog att finjustera med handen, men vad sägs om att finjustera en hel racerbil? Speciellt en som reser med hastigheter på eller nära 200 mph (322 km / h) på olika spårytor och i varierande väderförhållanden.

-Att balansera downforce och dra inom ramen för den NASCAR-sanktionerade bilkroppen är ett trick som lagen helt enkelt måste hantera på det bästa sättet de kan. Ett sätt team får ut mesta möjliga av dessa krafter på banan är genom att föra den tredje D till mixen - utkast. Därefter tittar vi närmare på utarbetandet.

Det är lätt att se hur låg splittern är på Jimmie Johnsons bil # 48 - den nedre kanten är neongrön. Harry How / -Getty Images

-Chaufförer säger alltid att de vill ha mer kraft i svängarna. Vad det egentligen innebär är att de vill ha maximal klibbighet i hörnen och minsta drag i raksträckorna. Det är svårt att göra - särskilt när justeringslagen får göra NASCAR Sprint Cup-kroppen är så små.

Det finns emellertid några finjusteringar som lagen kan göra, som att justera vinkeln på den bakre spoilern. Ju brantare bakvingen är, desto mer kraft kan den lägga till bilens bakre ände. Det är detta som håller de bakre däcken ordentligt planterade på trottoaren. I främre änden spelar ett stycke som kallas "splitter" en liknande roll för att hålla framhjulen fast vid marken. Delaren är den komponent som du ser i framkanten av en NASCAR racerbil. Den kör hela bilens bredd, är justerbar och verkar ofta som om den är tillräckligt låg för att skrapa banans yta.

Det finns tillfällen då lag väljer att få så mycket nedkraft som möjligt. Till exempel på vägbanor med massor av svängar och mycket få långa, raka spår. Genom att göra små ändringar på bakvingen och den främre delaren, kan nedkraften maximeras, vilket ökar bilens grepp i svängarna.

-Men huvuddelen av tävlingarna i NASCAR-schemat är på högkvalificerade ovala spår. Så vi är tillbaka till vår fråga om hur man balanserar nedåtkraft och dra. Utkast kan hjälpa. Genom dragning på banan kan fordonet som följer ledningsbilen minska dragkraften. Luften som flyter över den främre bilen bär också över vindrutan och taket på den andra bilen. Det är bra för den andra bilen och alla bilar som råkar rita bakom den, men vad får blybilen ut ur allt detta? Ledningsbilen i ett dragpar får också något ur manövreringen. Den andra bilen minskar den främre bilens tryckdrag. Du kan tänka på tryckdrag som en lågtrycksklocka som lämnas kvar av bilen när den snabbar längs banan. Denna typ av vakning drar emellertid fordonet bakåt. Genom att eliminera tryckdragen på blybilen kan de två dragbilarna få upp till en 5 km / h (8 km / h) fördel över en bil som vänder varv solo [källa: Schirber].

-När de lilla tweaksna för just den rätta mängden downforce har gjorts, har föraren en god känsla för tävlingsbilen (och banan) och kanske till och med övat sina redigeringskompetenser, det finns egentligen bara ett sätt att dra full nytta av aerodynamiken under loppet: krascha inte. Det är logiskt råd, eller hur? När varje NASCAR Sprint Cup-lag har gjort de minsta justeringarna av fordonets aerodynamik i ett försök att få en fördel på bara några hundradelar per sekund per varv, kan något så litet som ett skrynkligt främre hörn avsluta deras hopp om en seger på den dagen.

För mycket fördel

Under slutet av 1960-talet och början av 1970-talet, före kroppsstandardisering i NASCAR-serien, maximerade Plymouth Superbird nedstyrkan och minimerade dragkraften med en lång spetsig näsa och en nästan komiskt massiv vinge på ryggen. Den aerodynamiska fördelen med Superbird-designen visade sig värdefull när hastigheterna på banan ökade. Emellertid satte NASCAR-tjänstemän snabbt tunga restriktioner på dessa bilar som snart ledde till deras undergång i sporten och i produktionen också. Superbird hade ett så konstigt utseende att Plymouth-återförsäljare inte kunde hitta någon att köpa dem, så de satt ofta på bilpartier - oönskade. Idag anses original Plymouth Superbirds vara mycket samlarobjekt - med höga prislappar att matcha!

Relaterade artiklar

  • 10 väsentliga verktyg från NASCAR Pit Crew Members
  • Hur NASCAR-sändningar fungerar
  • Hur förändras ett NASCAR-spår fysiskt under ett lopp?
  • Hur NASCAR Racing Grooves fungerar
  • Vad är hypermiling?
  • Varför kallas en NASCAR racerbil "lös" eller "tight"?
  • Hur NASCAR Kiljusteringar fungerar
  • Är det lätt att fuska i NASCAR?
  • Varför är camber så kritisk i NASCAR?
  • Varför är det så svårt att förstå NASCAR-straffsystemet?
  • Så fungerar NASCAR-schemat
  • Så fungerar NASCAR-prispengar
  • Hur NASCAR Drafting fungerar
  • Vad var NASCARs gentlemans överenskommelse?
  • Så fungerar NASCAR Pre-race och inspektion efter loppet

källor

  • ESPN.com. "Downforce." 23 juli 2008. (8 dec. 2008) http://sports.espn.go.com/rpm/nascar/icons/news/story?id=3430034
  • Jim's Garage. "Aerodynamik, understyrka, markeffekter." 18 augusti 2007. (8 dec. 2008) http://jimsgarage.wordpress.com/2007/08/18/aerodynamics-downforce-ground-effects/
  • NASCAR.com. "NASCAR Ordlista." (8 december 2008) http://www.nascar.com/kyn/101/glossary/index_all.html
  • Schirber, Michael. "The Daytona 500: Flyga utan att lämna marken." Levande vetenskap. 15 februari 2007. (8 december 2008) http://www.livescience.com/technology/070215_nascar_aero.html
  • Yager, Bryan. "Aerodynamik i bilracing." NASA. 27 augusti 2001. (8 dec. 2008) http://www.nas.nasa.gov/ About/Education/Racecar/aerodynamics.htm

-




Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar