Pelkän rungon downforce

Oho

Senile membrane
Liittynyt
3.1.2000
Viestit
2357
Sijainti
Lounaalla
formulastara sanoi:
Kyllähän se näinkin on. Mutta mikä olisi se riittävä pidon kynnysarvo, että pitoa olisi riittävästi? Jos mentäisiin 400km/h, niin luulisi sitä forcea jo olevan siinä määrin, että pito riittää, vai mitä olet mieltä?
Riippuu hyötysuhteesta...

Pitoa pitää olla voitamaan sekä auton massasta seuraava pinnasta irrottava voima ja ilmanvastus.
 
Viimeksi muokattu:

Oho

Senile membrane
Liittynyt
3.1.2000
Viestit
2357
Sijainti
Lounaalla
Ghost_Glove sanoi:
Eikö juuri downforce hoida tuon pinnasta irrottavan voiman??
Juu mutta aerodynamiikan hyötysyuhteen pitää olla riittävä nopeuden ylläpitämiseksi vaaditun pidon tuottamiseen, muutoin auto sutii ja hidastuu. Siis lähellä huippunopeutta miltei kaikki pyörille asti saatu teho ja voima menee ilmanvastuksen voittamiseen.
 

Ghost_Glove

Jääkausi
Liittynyt
19.1.2005
Viestit
4457
Sijainti
Ylöjärvi
Oho sanoi:
Juu mutta aerodynamiikan hyötysyuhteen pitää olla riittävä nopeuden ylläpitämiseksi vaaditun pidon tuottamiseen, muutoin auto sutii ja hidastuu. Siis lähellä huippunopeutta miltei kaikki pyörille asti saatu teho ja voima menee ilmanvastuksen voittamiseen.
Juu näinhän se on, mutta en silti sotkisi pitoa voimiin, jotka yrittävät tiputtaa autoa katosta...

Tuosta ääritilanteesta, jossa lopullinen huippunopeus on saavutettu, hyvänä esimerkkinä toimii TM:stä jokunen aika sitten koeajettu turboahdettu moottoripyörä... Jutun mukaan olivat käyneet sillä piirtämässä mustaa viivaa kilometrin (tai kahden, ei muista) verran saksassa kun takarengassa oli vain sutinut koko ajan ilmanvastuksen kasvettua tarpeeksi suureksi... Eli tehoa löytyi turbon johdosta, mutta pito loppui renkaasta ilmanvastuksen tullessa tarpeeksi suureksi...
 

Juhis

Well-known member
Liittynyt
11.6.2001
Viestit
2341
Sijainti
Joutseno
Ajattelin tähän mutuvääntöön aiheesta voiko F1:llä ajaa ylösalaisin katossa laskeskella vähän suuntaa antavia arvoja. Koska ei ole tarpeeksi mittausarvoja, on suureita ollut pakko heittää päästä (esim. pinta-alat) ja osa on ihan taulukkotietoa.

F1-auton painaessa 650 kg, aiheuttaa se normaalivoiman 6500 Newtonia. Tästä johtamalla, laskemalla saadaan nopeudeksi n. 185 km/h, jolloin Downforce on yhtä suuri kuin tämä voima. Tämä on siis pienin nopeus, jolloin auto laskuissa käytetyillä arvoilla kestää katossa.

Nopeudessa 265 km/h väärinpäin olevan auton "downforce" painaa autoa kattoon 6500 newtonin voimalla, eli tällöin F1-painautuu kattoon samalla voimalla kuin lähtotilanteessa, eli oman massansa verran (auton ollessa oikeinpäin).

Nopeudessa 321 km/h auto painautuu kattoon 13000 newtonin voimalla, eli 2xauton massa.

Nopeudessa 371 km/h auto painautuu kattoon 19500 newtonin voimalla, eli 3xauton massa.

Kuten edellä nähdyistä arvoista voidaan nähdä, voi F1-autolla ajaa "helpostikin" katossa. Pitää vain kiihdyttää lähes 200 km/h:hon, ennenkuin kiepsautusta kattoon kannattaa harkita. 265 km/h:ssa downforce imee autoa kattoon tuplasti sen oman massan verran, eli kattoon vaikuttaa saman verran voimaa autosta kuin auton seistessä oikeinpäin paikallaan. Arvot on suuntaa-antavia, edellämainittujen mittaustulosten puutteen takia, mutta toimivat osoittamaan asian mallikkaasti. Voidaan todeta, että vaikka ajaminen katossa on mahdollista, vaatii se aika rämäpäisen kuskin, että pää kestää ajaa vauhtia tiputtamatta pää alaspäin kolmeasataa.

Joku puhui, että auton sutiminen vaikuttaisi auton katossa pysymiseen. No vaikuttaisihan se, jos tehoa olisi ihan mielettömästi ja sutiminen kestäisi niin kauan, että F1:sen nopeus romahtaisi alle yllä lasketun rajanopeuden ja tippuisi katosta. Laskin samoilla arvoilla kuin yllä, että 800 hevosvoimaisen F1:sessä riittää tehot sutimiseen 210 km/h nopeuteen asti, sen jälkeen F1:nen ei sudi vaikka kuinka kuski yrittäisi polettaa. Joten yli 210 km/h nopeudessa kuljettajan ei tarvitse pelätä renkaiden sutimista, senkun vain painaa menemään.

Runko vs. siiven aiheuttamaa downforcesuhdettakin voisi yrittää laskea, mutta käytännössä meillä on niin vähän arvoja, että en näe siinä mitään järkeä. Runkohan ei toimi siiven tavoin ollenkaan tasaisen pohjan takia, joten ilman diffuusorin aiheuttamaan ”imua”, olisi rungon aiheuttama alipaine aika olematonta verrattuna siipien aiheuttamaan. Ja periaatteessa nykytrendin mukaisesti peräpäästä laskeutuvat katteet jopa vähentävät downforcea. Uskon kuitenkin, että F1 suunnittelijat ovat sen verran fiksuja ja heillä on niin älyttömästi mittaustuloksia käytettävissä, että rungonkin aiheuttama downforce on varsin merkittävä.
 

Oho

Senile membrane
Liittynyt
3.1.2000
Viestit
2357
Sijainti
Lounaalla
Juhis sanoi:
Ajattelin tähän mutuvääntöön aiheesta voiko F1:llä ajaa ylösalaisin katossa laskeskella vähän suuntaa antavia arvoja. Koska ei ole tarpeeksi mittausarvoja, on suureita ollut pakko heittää päästä (esim. pinta-alat) ja osa on ihan taulukkotietoa.
There is no such thing as free lunch....

Aerodynaamisen pidon tuottaminen vaatii voimaa, tuo voima pitää välittää ajoalustaan renkaiden kautta. Aerodynamiikka nyt noin kuitenkin toimii pumppuna joka tekee työtä ja lopulta kriittinen kysymys on pumpun hyötysuhde. Karkeasti, peruskoulyfyssalla, pumpun vaatima teho näkyy ilmanvastuksena, jonka voittamiseksi tehdään työtä, ja pumpun antama teho näkyy autoa ajoalustaan painavana voimana, joka tekee työtä sekä paino-, että ajoalustan tukivoimaa vastaan kun autoa ajetaan ylösalaisin katossa (ko työ hävinnee lämmöksi renkaisiin ja iskareihin).

Siis ilmavirrasta seuraavan autoa alustaan painavan voiman pitää olla suuruusluokkaltaan karkeasti auton massasta johtuvan painon ja ilman vastuksen summa (renkaiden kitkakertoimesta tulee jonninmoinen epälineaarinen transformaatio), muuten auton vauhti hidastuu, käytettävissä olevasta tehosta riippumatta. Voi olla että oon mettässä, kun en ole asiaa sen tarkemmin pohtinut, enkä siitä juuri mitään tiedä, mutta en niin pahasti kuin ilmaisen lounaan kinuajat.

Appropo ilmanvastusvoimalle saa jonniin moisen estimaatin esim olettamalla muut vastusvoimat merkityksettömiksi ja mittaamalla vakionopeuden ylläpitämiseksi vaaditun tehon, siitä pääse sitten jo takarenkaillta vaadittuun pitoon aika helposti kun muistaa, että teho on nopeuden ja voiman tulo.....

P = W d/dt
W = Fs

P = (FS)d/dt => oletetaan F vakioksi ajan suhteen jolloin F:n derivaatta d/dt häviää => P = FSd/dt = Fv voila...

Nyt mentiin jo lukio fyssaan...
 
Viimeksi muokattu:

Misa1

Flying finns
Liittynyt
7.4.1999
Viestit
8257
Sijainti
Helsinki
Juhis sanoi:
Kuten edellä nähdyistä arvoista voidaan nähdä, voi F1-autolla ajaa "helpostikin" katossa. Pitää vain kiihdyttää lähes 200 km/h:hon, ennenkuin kiepsautusta kattoon kannattaa harkita.
Heh, hauskasti todettu! Mistäs löytyy kuski joka olisi valmis kiepsauttamaan kärryn kattoon? :D

Tähän juttuun mukaan sellanen homma ku keskipakoisvoima! Mitenköhän käy kun auton kiepsauttaa reilussa 200km/h vauhdissa kattoon ja yrittää saada sen pysymään siellä?

Joillakin on varmasti ollu pienenä sellanen autorata, jossa ihan tavallisen Matchboxin leikkiauton on saanu pysymään radan "katossa" kun siinä ollu sellanen tyylikäs silmukka! Jos vauhti ei ollu kohillaan, niin kärry parka tippu alas ja leikkikuskille kävi huonosti!

Täytyy olla helkkarin pitkä ja loivasti kääntyvä "ramppi", että pääsee sinne kattoon ajamaan, siten että kärry kans pysyy siellä!

En tiiä noista tarkemmin, en ole perehtynyt asiaan mutta jotenki sellanen fiilis olis, että tuokin olisi otettava huomioon kattoon ajamista ajatellessa. Toki sillä ei ole varsinaisesti merkitystä siihen pysyykö auto siellä katossa vai ei.

:alppu:
 

Juhis

Well-known member
Liittynyt
11.6.2001
Viestit
2341
Sijainti
Joutseno
Oho sanoi:
There is no such thing as free lunch....

Aerodynaamisen pidon tuottaminen vaatii voimaa, tuo voima pitää välittää ajoalustaan renkaiden kautta. Aerodynamiikka nyt noin kuitenkin toimii pumppuna joka tekee työtä ja lopulta kriittinen kysymys on pumpun hyötysuhde. Karkeasti, peruskoulyfyssalla, pumpun vaatima teho näkyy ilmanvastuksena, jonka voittamiseksi tehdään työtä, ja pumpun antama teho näkyy autoa ajoalustaan painavana voimana, joka tekee työtä sekä paino-, että ajoalustan tukivoimaa vastaan kun autoa ajetaan ylösalaisin katossa (ko työ hävinnee lämmöksi renkaisiin ja iskareihin).

Siis ilmavirrasta seuraavan autoa alustaan painavan voiman pitää olla suuruusluokkaltaan karkeasti auton massasta johtuvan painon ja ilman vastuksen summa (renkaiden kitkakertoimesta tulee jonninmoinen epälineaarinen transformaatio), muuten auton vauhti hidastuu, käytettävissä olevasta tehosta riippumatta. Voi olla että oon mettässä, kun en ole asiaa sen tarkemmin pohtinut, enkä siitä juuri mitään tiedä, mutta en niin pahasti kuin ilmaisen lounaan kinuajat.
Jeps, laskuissa on otettu huomioon mainitsemasi asiat. Piirsin vapaakappalekuvat ja kaikki. Sutimisen rajanopeuteenkin on laskettu downforcen vaikutus mukaan. Ilmanvastusta ei ole tarpeen sotkea laskuihin mukaan, koska lasketut nopeudet ovat nopeuksia, joka pitää saavuttaa, jotta auto luo tarpeellisen negatiivisen nosteen. Kaikkihan tietää, että F1-auto kulkee sen reilut kolmesataa maksimisiivilläkin.
 

Ghost_Glove

Jääkausi
Liittynyt
19.1.2005
Viestit
4457
Sijainti
Ylöjärvi
Misa1 sanoi:
Tähän juttuun mukaan sellanen homma ku keskipakoisvoima! Mitenköhän käy kun auton kiepsauttaa reilussa 200km/h vauhdissa kattoon ja yrittää saada sen pysymään siellä?

Joillakin on varmasti ollu pienenä sellanen autorata, jossa ihan tavallisen Matchboxin leikkiauton on saanu pysymään radan "katossa" kun siinä ollu sellanen tyylikäs silmukka! Jos vauhti ei ollu kohillaan, niin kärry parka tippu alas ja leikkikuskille kävi huonosti!

Täytyy olla helkkarin pitkä ja loivasti kääntyvä "ramppi", että pääsee sinne kattoon ajamaan, siten että kärry kans pysyy siellä!

En tiiä noista tarkemmin, en ole perehtynyt asiaan mutta jotenki sellanen fiilis olis, että tuokin olisi otettava huomioon kattoon ajamista ajatellessa. Toki sillä ei ole varsinaisesti merkitystä siihen pysyykö auto siellä katossa vai ei.
Näin äkkiä mutustellen niin eikös auto painaudu sitä tiiviimmin kattoon mitä nopeammin sen sinne kiapsautat? Kun autohan kovalla vauhdilla haluaisi jatkaa sen katon läpi...

Ja nuo matchboxithan siitä silmukasta tippuvat juuri sillon kun mennään liian hiljaa..
 

jamminen

Well-known member
Liittynyt
20.6.2005
Viestit
358
Tottakai silmukan pystyisi ajamaan formuloilla, jos se toimii matchboxeilla, miksei toimisi isommilla autoilla? Olette sitä paitsi unohtaneet keskipakovoiman, joka kompensoi maan vetovoiman "menettämistä". Mitä pienempi säde, sitä helpommin homma onnistuu.

EDIT äh, luin huonosti aihetta, toki pelkästään katossa ajaminen on mielenkiintoisempi kysymys
 
Viimeksi muokattu:

Rip3

Well-known member
Liittynyt
25.12.2005
Viestit
611
Sijainti
Vaasa
jamminen sanoi:
Tottakai silmukan pystyisi ajamaan formuloilla, jos se toimii matchboxeilla, miksei toimisi isommilla autoilla? Olette sitä paitsi unohtaneet keskipakovoiman, joka kompensoi maan vetovoiman "menettämistä". Mitä pienempi säde, sitä helpommin homma onnistuu.
Onnistuhan se skeittilaudalla, fillarilla jne. Niin tottakai se onnistuu F1 autollakin.

Katossa ajaminen onkin sitten aivan toinen juttu.
 

Misa1

Flying finns
Liittynyt
7.4.1999
Viestit
8257
Sijainti
Helsinki
Äh, ei menny perille näköjään!

Kattoon pääsemisestä oli kyse, ja siihen vaikuttaa tuo keskipakoisvoima! Jos käännät liian nopeasti ja yrität pysäyttää kattoon, että se jää sinne, niin mitä keskipakoisvoima tekisi siinä tapauksessa?

Tuo silmukka juttu nyt on selvä pikkulapsillekkin! :rolleyes:

Esim. Ota vesipullo, laita se puolillee vettä. Pyöräytä ympäri täysi kierros. Vesi pysyy sisällä, eikö? Otappa testi uusiks siten että pysäytät pullon ylös alaisin ja mieti mitä sitten tapahtuu!
 
Viimeksi muokattu:

Ghost_Glove

Jääkausi
Liittynyt
19.1.2005
Viestit
4457
Sijainti
Ylöjärvi
Misa1 sanoi:
Äh, ei menny perille näköjään!

Kattoon pääsemisestä oli kyse, ja siihen vaikuttaa tuo keskipakoisvoima! Jos käännät liian nopeasti ja yrität pysäyttää kattoon, että se jää sinne, niin mitä keskipakoisvoima tekisi siinä tapauksessa?

Esim. Ota vesipullo, laita se puolillee vettä. Pyöräytä ympäri täysi kierros. Vesi pysyy sisällä, eikö? Otappa testi uusiks siten että pysäytät pullon ylös alaisin ja mieti mitä sitten tapahtuu!
No henk.koht. en oo koskaan ollut hyvä noissa keskihakuvoima-laskuissa (vai mikä se nyt ihan viralliselta nimeltään olikaan) fysiikassa. Joten jos taas lopetetaan se asioiden kesken jättäminen ja selität kerralla mitä haet niin varmaan ymmärretään paremmin.

Tottahan tuo on, että ei se vesi sielä katossa itsestään pysy, mutta jos laitat veden formulan rungon sisään ja lyöt vauhtia 250kmh niin mites sitten?
 

WebSlave

Trackman
Liittynyt
9.2.2005
Viestit
29660
Ghost_Glove sanoi:
Tottahan tuo on, että ei se vesi sielä katossa itsestään pysy, mutta jos laitat veden formulan rungon sisään ja lyöt vauhtia 250kmh niin mites sitten?
Auton tuottama downforce ei vaikuta siihen veteen, vaan ainoastaan autoon, joten kyllä se vesi sieltä pullosta tulisi ulos formula-auton sisälläkin. Samoin tulisi kuski, ellei olisi vöillä kiinni.
 

Rip3

Well-known member
Liittynyt
25.12.2005
Viestit
611
Sijainti
Vaasa
Misa1 sanoi:
Esim. Ota vesipullo, laita se puolillee vettä. Pyöräytä ympäri täysi kierros. Vesi pysyy sisällä, eikö? Otappa testi uusiks siten että pysäytät pullon ylös alaisin ja mieti mitä sitten tapahtuu!
Millä nopeudella pulloa pitää pyörittää, riippuu kovasti nopeudesta kuinka vesi pullossa pysyy vai onko korkki kiinni:confused:
 

Toni_V

Well-known member
Liittynyt
7.12.2004
Viestit
984
WebSlave sanoi:
Auton tuottama downforce ei vaikuta siihen veteen, vaan ainoastaan autoon, joten kyllä se vesi sieltä pullosta tulisi ulos formula-auton sisälläkin. Samoin tulisi kuski, ellei olisi vöillä kiinni.
Ja samasta syystä F1 -autolla ei oikeasti voi ajaa ylösalaisin. Polttoaineen syöttö ei toimisi, eikä todennäköisesti voitelukaan koneessa.

Ilman laskemista uskoisin että pito ei tule ongelmaksi suuremmassa nopeudessa, vaikka sitä onkin kaksi kertaa auton painon verran vähemmin.
 

Japapapa

Well-known member
Liittynyt
31.3.2006
Viestit
152
Toni_V sanoi:
Ja samasta syystä F1 -autolla ei oikeasti voi ajaa ylösalaisin. Polttoaineen syöttö ei toimisi, eikä todennäköisesti voitelukaan koneessa.
Tässä nyt kuitenkin mietittiin asiaa puhtaasti siten, että riittääkö downforce pitämään auton katossa jne.
 
Ylös