Як інженери #CrewChiefs виграли гонку, що змінила хід NASCAR
Бути шефом команди у NASCAR – це не просто робота. Це вправа прикладної фізики із високим рівнем стресу. Сучасний автоспорт давно переріс своє курне коріння, пов’язане з нелегальним перевезенням самогонки. Сьогодні це високотехнологічна арена, де межа між інженерією та спортом стирається. Йдеться про стадіони на 100 000 глядачів та бездротовий зв’язок, що забезпечує миттєве прийняття рішень. Деякі матеріали теплоізоляції, що захищають пілотів у кокпіті, спочатку розроблялися для NASA.
Допустима похибка мікроскопічна. Невелике регулювання підвіски. Переміщення ваги на 1 грам. Незначне коригування передніх крил. Ці зміни можуть повністю змінити характеристики автомобіля на швидкості 200 миль на годину. Завдання шефа команди – знайти ту саму невловиму грань. Усього одну грань. Достатньо, щоб випередити суперника поряд.
Кожна траса потребує різного підходу. Візьмемо Indianapolis Motor Speedway. Це “вбивця” шин. Вона «з’їдає» гуму. Atlanta Motor Speedway – найшвидша овальна траса, тому інженери повинні ретельно налаштовувати потужність двигуна. Немає універсального рішення. Кожна команда має вирішити унікальну головоломку перед зеленим прапором.
Але автомобілі – це лише половина рівняння. Сама траса – це жива, дихаюча змінна. Покриття змінюється. “Кар’єр” (слід від шин) рухається. Гума накопичується. Якщо ви думаєте, що підготовка перед гонкою складна, зачекайте, поки змахне чорно-білий прапор.
Просунута гоночна поверхня
Асфальт нестатичний. Він продовжує еволюціонувати. Коли автомобіль ковзає у повороті, на ньому залишається гума. Цей «кар’єр» стає найпопулярнішою гоночною траєкторією. Він забезпечує найкраще зчеплення. Дозволяє розвивати більш високу швидкість. Пілоти, що йдуть по цій лінії, мають перевагу. Ті, хто намагається їхати високою або низькою лінією траси, часто мають проблеми зі зчепленням.
Погода також відіграє важливу роль. Сонце нагріває трасу. Тінь допомагає понизити температуру. Рівень зчеплення може миттєво змінюватись, коли проходять хмари. Гаряча траса прискорює зношування шин. Команди повинні постійно контролювати температуру. Керівники команд повинні балансувати між терміном служби шин та темпом гонки. Якщо тиск дуже сильно, шини можуть втратити тиск. Якщо розслабитися дуже сильно, можна втратити позицію.
Позиція на трасі важлива. Автомобіль попереду може визначати швидкість. Він може вибрати свій маршрут. Він може зупинити спроби обгону. Однак у міру розвитку гонки поверхня зношується. Кар’єр поглиблюється. Висока лінія стає менш ефективною. Обгони стають дедалі складнішими. Тут стратегія стає важливою. Піт-стопи мають вирішальне значення. Можна надолужити втрачений час, замінивши шини на нові. Але таймінг – це все. Якщо запаркуватися зарано, можна застрягти за повільним трафіком. Якщо зупинитися пізно, може вистачити залишкового зчеплення, щоб впевнено фінішувати.
Паливна стратегія додає додаткової складності. Скільки кіл можна проїхати на бензині в баку автомобіля? Чи потрібно брати із собою додатковий запас палива, щоб уникнути передчасних зупинок? Кожен літр палива сповільнює автомобіль. Шеф команди має розрахувати оптимальне заправлення. Він має враховувати темпи гонки. Він має передбачати жовті прапори. Попереджувальні періоди можуть скинути перебіг гонки. Це дозволяє команді внести зміни. Це може змінити динаміку всього заходу.
Далі – сам автомобіль. Аеродинаміка чутлива до пошкоджень. Вигнуті крила змінюють потік повітря. Це знижує аеродинамічну притискну силу. Автомобіль «відривається» від траси
Як тертя трансформує траси NASCAR під час гонки
Коли 43 автомобілі мчать по прямій зі швидкістю 150 миль на годину на дистанції 500 миль, закони фізики діють не тільки на двигуни. Вони впливають і покриття під ними. Перенесення енергії колосальний. Траса змінюється. Вона повинна це робити.
Це перетворення найпомітніше на асфальті. Оскільки 28 із 31 траси NASCAR покриті цим матеріалом, різниця між асфальтовими та трьома бетонними трасами очевидна. Технічно обидва матеріали є композитами, але ключову роль відіграє речовину. У бетоні використовується цемент. Цемент залишається твердим. В асфальті використовуються важкі олії, що залишилися після випаровування сирої нафти. Це робить його в’язкопружним. Він знаходиться у сірій зоні між твердим та рідким станом.
При кімнатній температурі зберігає стабільність. Але якщо температура піднімається вище 100 градусів за Фаренгейтом, він починає поводитися як густий сироп. Тертя миттєво генерує це тепло.
Механіка зносу траси та накопичення гуми
Крутний момент штовхає автомобіль уперед. тертя, Що Скочується, пручається. Цей опір створює тепло. У міру розм’якшення асфальтного сполучного поверхня стає слизькою. Вона здається маслянистою. Проходження поворотів перетворюється на кошмар. Саме тому Martinsville Speedway повороти залишили бетонними, а решту траси покрили асфальтом — саме повороти приймають на себе найсильніший удар.
Але є й хороша новина. У міру зношування асфальту оголюється заповнювач (щебінь) під ним. Гоночні шини, нагріті та податливі, чіпляються за цю шорстку текстуру. Вони відривають невеликі шматочки гуми, які прилипають до траси. Darlington Raceway славиться цим. У його заповнювач входили мушлі. Він знищував шини, як ніхто інший.
Більше гуми означає найкраще зчеплення. Так, водії витрачають більше шин. Але зчеплення – це святий Грааль у гонках на серійних автомобілях.
Коли дощ скидає рахунок
Гума не залишається назавжди. Сильний дощ змиває її всю. Траса стає зеленою. Чистий асфальт. Жодного зчеплення. Високий ризик. Але гонки NASCAR не зупиняються через погодні затримки. Як тільки гонка відновлюється, гума повертається. Коло за колом поверхня відновлюється. Ворота високошвидкісних перегонів відчиняються знову.
Більше інформації
Статті HowStuffWorks по темі
-
Як працює NASCAR
-
Як працюють гоночні автомобілі NASCAR
-
Топ-10 Daytona 500 всіх часів
-
Траси для гонок NASCAR
-
Вікторина з NASCAR
Інші корисні посилання
-
NASCAR.com
-
NASCAR на ESPN
-
Походження та історія NASCAR
Джерела
-
Борден, Білл. «Goodyear заявляє про «безліч комунікацій» між інженерами, NASCAR та командами». ESPN. 10 жовтня 2008 р. http://sports.espn.go.com/rpm/nascar/icons/news/story?id=3634726
-
Борден, Білл. “Управління шинами тримає результати гонки на волосині”. ESPN. 21 червня 2007 р. http://sports.espn.go.com/rpm/news/story?series=2&page=nascar101/tiremanagement
-
Борден, Білл. «Спроби контролювати друга та ворога перегонів». ESPN. 28 червня 2007 р. http://sports.espn.go.com/rpm/news/story?series=2&id=2959572
-
Девісе, Джоне. “Асфальт для гоночних трас”. Asphalt Institute. Літо 2004 р. http://www.asphaltinstitute.org/Upload/Race_Tracks.pdf
-
Джонсон, Енді. «Плавлення шин та асфальту». Національні лабораторії Аргону. 15 лютого 2004 р. http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/eng99/eng99259.htm
-
Леслі-Пелекі, Діандра. «Чому асфальтові траси змінюються під час перегонів?» Stock Car Science. http://www.stockcarscience.com/scienceTopics/scsTrack_Asphalt.php
-
Прайс, Джеффрі. “Аналіз трас середнього типу”. KFFL. 7 лютого 2008 р. http://www.kffl.com/article/55599/539
-
“Розмови про шини F1: коли стає важко”. Bridgestone. 1 липня 2008 р. http://www.paddocktalk.com/news/html/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=88165
-
«Від самогонку до великого спорту». NASCAR. 25 лютого 2004 р. http://www.nascar.com/2004/promos/2004/imax/02/25/sport_history/
-
«Факти про вапно». Cheney Lime and Cement Company. Дата звернення: 10 листопада 2008 р. http://www.cheneylime.com/limefact.htm
-
“Martinsville Speedway”. Fox Sports. Дата звернення: 10 листопада 2008 р. http://msn.foxsports.com/nascar/track?trackId=14
-
“Зустріч з командою NASCAR”. Dummies.com. Лютий 2005 р. http://www.dummies.com/WileyCDA/DummiesArticle/Meeting-the-NASCAR-Team.id-61.html
-
«Інші списки: різна дрібниця». NR Tracks. Дата звернення: 10 листопада 2008 р. http://www.nrtracks.com/other_lists.html
-
«Зв’язок NASA та NASCAR». NASA. 9 травня 2002 р. http://www.nascar.com/2004/promos/2004/imax/02/25/sport_history/
-
«В’язкість». Університет Гаваїв. Дата звернення: 10 листопада 2008 р. http://www.spacegrant.hawaii.edu/class_acts/ViscosityTe.html
