Kymiring vs Barcelona (mittakaava ja suoranopeusvertailu)
Laitoin Barcelonan ja Kymiringin radat samaan mittakaavaan.
Google Earthin mittakaavajanaan ei voi täysin luottaa. Kuvakaappaukset piti ottaa 350m vs 332m janoilla, jotta mittaustyökalulla suoritetut suorien pituusmittaukset tulivat samaan mittakaavaan.
Mitatut suorien pituudet (keltaiset viivat):
Barcelona: 1047m (= suoran virallinen pituus)
Kymiring: 1110m
Mutta kummalla radalla on mahdollista saavuttaa suurempi huippunopeus? Jos unohdetaan mahdollisesti erilaiset välitykset ja tutkitaan asiaa vain radan muodon osalta. Yritetään laskea siis eräänlainen virtuaalisuora, joka kuvastaa kiihdytys ja jarrutusalueen kokonaispituutta. Ensin selvitetään pisteet missä suoran suuntaiset nopeudet ennen ja jälkeen suoraa ovat on 0 km/h. Nämä ovat ajolinjalla edeltävän ja seuraavan mutkan pisteissä, jotka ovat 90° asteen kulmassa suoraan. Mitataan siis kuinka pitkiä ovat suoraa edeltävän kiihdytysmutkan ja suoraa seuraavan hidastusmutkan säteet ajolinjalla, sekä näiden väliin jäävä ajolinjaltaan suora osuus.
Olen merkannut ratakuviin mutkien ajolinjojen säteet (punaiset viivat) ja suorien ajolinjaltaan suorat osuudet (siniset viivat).
Hidastusmutka (r) + suoran ajolinjaltaan suora osuus + kiihdytysmutka (r)
Barcelona: 90m + 970m + 120m = 1180m
Kymiring: 50m + 1060m + 60m = 1170m
Barcelonassa v0-vMax-v0 matka on siis 10 m pitempi. Asia ei ole kuitenkaan näin yksinkertainen. Tässä vaiheessa mukaan kuvioihin tulevat G-voimat. MotoGP pyörien osalta en löytänyt yksiselitteistä tietoa G-voimista, mutta päädyin seuraaviin arvioihin:
Hidastuvuus jarrutuksissa: 1.5G
Sivuttaiskiihtyvyys mutkissa: 1.5G
Kiihdytys (0-200km/h): 1.0G
Sitten päästäänkin fysiikan lakeihin. Jos kitka on sama jarrutuksessa ja sivuttaiskiihtyvyydessä (kuten arvioissa yllä), suoran suuntaisen nopeuden pystyy nollaamaan jarruttamalla puolet lyhyemmällä matkalla kuin vakionopeudella mutkaan ajamalla. Eli jos suoraan ajamalla pystyt jarruttamaan nopeuden nollaan 10 metrin matkalla, mutkaan kääntämällä säteeksi muodostuu 20 m.
Tämän voi todistaa seuraavasti:
Vaadittava mutkan säde: r = v^2/a
Suora jarrutus- tai kiihdytysmatka: s = 1/2 v^2/a
MotoGP pyörän osalta hidastusmutkan säde vastaa siis hidastusalueena suoraa joka on 50% mutkan säteestä. Sama kaava pätee tietysti myös kiihdytysmutkaan, mutta koska jarrutuksen ja mutkan aikana MotoGP pyörillä päästään 50% suurempiin G-voimiin, mutkaa vastaavan suoran pitää olla 50% pitempi. Kiihdytysmutkaa vastaava kiihdytyssuora on siis 75% mutkan säteestä.
Näillä tiedoin lasketaan siis virtuaalisen kiihdytys- ja jarrutussuoran kokonaispituus:
Hidastusmutka (r * 50%) + suoran ajolinjaltaan suora osuus + kiihdytysmutka (r * 75%)
Barcelona: 45m + 970m + 90m = 1105m
Kymiring: 25m + 1060m + 45m = 1130m
Kuten laskelmasta näkyy, Kymiring voittaa virtuaalisuoravertailun 25 metrillä. Kymiringillä pitäisi siis pystyä vähintäänkin samoihin nopeuksiin kuin Barcelonassa. Tietysti käytäntö voi olla toinen. Muuttujiahan riittää.
Todetaan vielä, että jos kyseessä olisi F1 auto, niin Barcelona veisi virtuaalisuorakisassa voiton. F1 autohan pystyy suuren downforcen avulla kiihdyttämään mutkan aikana suoransuuntaisen nopeuden nopeammin kuin jos kyseessä oli suora kiihdytys paikaltaan. Jos oletetaan että F1 auto kiihtyy 1G:n voimalla ja pystyy 4G:n sivuttaiskiihtyvyyteen, niin paikalta suoraan kiihdytettäessä vaadittaisiin kaksi kertaa pidempi suora kuin kiihdytysmutkan säde. Toki tämä vaatii sen, että mutkaan pitää ajaa sisään nopeudella, jolla G-voima on koko mutkan ajan 4G.
Barcelonan MotoGP nopeusennätys on vuodelta 2018, kisaviikonloppuna Ducatilla kellotettu 348,8 km/h:
https://resources.motogp.com/files/results/2018/CAT/MotoGP/EventMaximumSpeed.pdf?v3_42d2f799
Seuraava vuonna 2019 nopeudet olivat hieman alhaisempia:
Testeissä Hondalla 347,0 km/h:
https://resources.motogp.com/files/testresults/2019_CATALUNYA_MotoGP____TEST_classification_1.pdf?version=1560789752
Kisaviikonloppuna Ducatilla 348,1 km/h:
https://resources.motogp.com/files/results/2019/CAT/MotoGP/EventMaximumSpeed.pdf?v1_6519b559
Oletan että kaikki kovimmat noteeraukset ovat syntyneet imussa.
Kymiringin testeissä huippunopeus oli vähintään 336 km/h ja testien loppupuolella kellotettiin ilmeisesti 340 km/h.
Kaiken järjen mukaan myös Kymiringillä pitäisi päästä Barcelonan kaltaisiin lukemiin, kunhan radalla on useampia pyöriä ja peesimahdollisuuksia.