Ferrari ja luistonesto

[gnz]

Kun oli tylsää niin laskeskelin.

Missä ne laskut on?

 

[gnz]

Tuo 1G on ilmeisesti jo jokusen vuoden vanha juttu. Sitä tässä ihmettelen, että kun tiimit pyrkivät kaikin keinoin vähentämään ilmanvastusta ja samalla lisäämään downforcea, kuinka hidastuvuus olisi kasvanut noin paljon?

Ilmanvastus on pääasiassa auton nopeuden ja siipikulmien muodostama funktio.

F_drag(angle, speed) = 0.5*C_d(angle)*A*rho*speed^2

C_d = ilmanvastustuskerroin(siipikulmien funktio)(*)
* oikeastaan etu -ja takasiivelle pitäisi olla omansa
rho = ilman tiheys
A = auton keulan pinta-ala

Suurinpiirtein noin joka tapauksessa.

http://www.welltall.com/ymc/discovery/car/intro.html

Tuolta sivustolta löytyy kaava jolla voi aproksimoida autoon vaikuttavien voimien summaa. Tuota on tosin hieman vaikeata soveltaa F1:siin, koska muutama olennainen tieto puuttuu.

EDIT: Lisäksi C_d:ssä pitää ottaa huomioon auton renkaat, jotka saavat aikaan paljon dragia.

 

[bigbear]

Laskit. Auton vauhti ei pysähdy vaihdon aikana, eikä vaihtojen määrät näin ollen kertaannu loppuaikaan.

nyt sitten yritin viisastua ja laskin niin että vauhti pysyy samana vaihtojen aikana ja sain matkoiksi "vaihteettomalla" autolla 456metriä ja 50ms autolla +10metriä tuohon ja 200ms autolla +40m vaihteettomaan ,mikä tekisi 50ms ja 200ms autojen eroksi 0,375sek yhden kiihdytyksen jälkeen.

Mikä nyt meni vikaan ?

 

[Toni_V]

Tuo 1G on ilmeisesti jo jokusen vuoden vanha juttu. Sitä tässä ihmettelen, että kun tiimit pyrkivät kaikin keinoin vähentämään ilmanvastusta ja samalla lisäämään downforcea, kuinka hidastuvuus olisi kasvanut noin paljon?

Tuo 1,33 G:tä on hiukka yliampuva koska käyttöön saatava teho ei ole noin suuri (vaihteistohäviöt jne.). Tuo 1 G tai hieman yli vaikuttaa järkevältä.

Tiimit nimenomaan pyrkivät lisäämään downforcen osuutta ilmanvastuksesta. Eli ilmanvastus ei suinkaan laske vaan downforce lisääntyy.

Missä ne laskut on?

Raapustin tota paperille. Mutta periaate on seuraava:
Suoran päässä täysiä ajavan Formulan vauhti ei enää kasva (kuin hieman). Tällaisessa tilanteessa moottorin koko teho siis kuluu nopeutta jarruttaviin voimiin. Ja silloinhan tiedetään että auton nopeus lähtee putoamaan samalla voimalla kuin moottorin teho on kun veto lakkaa.

Kaavoina E=1/2mv^2 ja v=v0+at

Eli

massa 650kg
nopeus 300 km/h
teho 500kW (667hv)

liike-energiaa alussa:
E=1/2*650*(300/3,6)^2=2256,9 kJ

sekunnin jarrutuksen jälkeen (500kW -> 500kJ/s)
E=2256,9-500=1756,9 kJ

nopeus sekunnin jälkeen:
v=sqrt(2E/m)=sqrt(2*1756900/650)=73,5 m/s (~265 km/h)

kiihtyvyys
a=(v-v0)/t=(83,3-73,5)/1=9,8 m/s2 (~1 G)

Vaikka nykyautot tuottavat enemmän tehoa, 500kW Tehona on kohtuu hyvä arvio, vaihteistoon hukkuu tehoa sekä auto ei saavuta aivan kiihtymätöntä tilaa suoralla.

Eli näin... Energian pohjalta tuota on helppo laskea, ilmasvastuksen pohjalta päästäneen monimutkaisempiin laskuihin ja avoimeksi jää myös renkaiden häviöt. Downforcehan puristaa renkaita enemmin suurissa nopeuksissa joten sekin häviö voi olla aika suuri.