Je v tom víc než jen jízda v běžném autě. Přežiješ. Představte si 40 aut jedoucích rychlostí 180 mph na Talladega Superspeedway v Alabamě. Toto není hra pro slabé srdce nebo bázlivé. Vyžaduje to odvahu, inteligenci a schopnost číst situaci způsobem, který většina lidí nedokáže.
Většina fanoušků vidí auta. Piloti vidí vzduch.
Tato dovednost se často nazývá „vidět vzduch“ a je to, co odlišuje dobrého jezdce od talentovaného. Není to magie. Je to kombinace chladné matematiky, exaktní vědy a čisté odvahy. Jde o to stát se součástí vozu, hrát šachy s vysokými sázkami a neuvěřitelnou rychlostí.
Trail Science
Kreslení funguje pouze při zapojení dvou nebo více strojů. Jak říká staré přísloví, na tango jsou potřeba dva.
Když se vedoucí vůz řítí po trati, v atmosféře se vytvoří prázdnota. co je za tím? Rozhořčená stopa. To je “špinavý vzduch”. Druhý vůz může sklouznout do zóny nejmenšího odporu. Výsledek? Vyšší rychlost. Zlepšuje účinnost paliva.
To je důvod, proč se závody omezovačů konají na tratích jako Daytona International Speedway a Talladega. Pravidla určují rychlostní limity. Proto se piloti řadí. Vzájemně se propojují a využívají fyziku bdění ke zvýšení rychlosti a zároveň šetří palivo.
Je to hra malých čísel v rámci velkého dramatu.
“Musíte vědět, co vaše auto udělá v každém okamžiku závodu.”
– Brett Bodina, bývalý jezdec NASCAR
Proč je lepší řídit některá auta?
Ne všechna stáda jsou stejná.
Bývalý veterán NASCAR Brett Bodina řekl, že pasení je jen jeden dílek složité skládačky. Ale to je ta důležitá část. Během výcviku jsou piloti velmi blízko u sebe. Testují své limity. Vědí, která auta se nejlépe řídí a která vás mohou zničit.
Některé stroje mají stabilní vzduchovou kapsu. Pro ostatní je to chaotické. Špatná stopa může destabilizovat zadní část vašeho auta. Dobrá stezka vás žene vpřed.
Pochopení této dynamiky může oddělit talentované od nadaných. Není to jen o tom mít „těžkou nohu“. Je to o pochopení nuancí toho, jak vaše auto interaguje s vozem vpředu.
To je jen začátek. Věda jde ještě hlouběji. Strategie se stává ještě nebezpečnější. Vzduch je stále řidší.
Jak řidiči NASCAR ovládají vzduch
Přítlak a tažení. Tato dvě slova definují vítěze a poražené. Aerodynamika NASCAR není jen hluk na pozadí. To je fyzika proměněná ve zbraň.
Pokud jste svůj vůz navrhli správně, přilne k nátěru. Pokud uděláte chyby v nastavení, budete se muset potýkat s větrem o rychlosti 200 mph. Čím vyšší rychlost, tím obtížnější je odolávat vzduchu. Týmy utrácejí miliony dolarů za kalibraci panelů pro správu těchto interakcí. Jsou to spoilery. Regulují výšku vozu. Závodí ve zlomcích sekund.
Jak se rychlost blíží 200 mph, vzduch se stává zjevným nepřítelem. Může se ale stát i spojencem.
Věda, jak zůstat na správné cestě
Letadla létají díky rozdílům v tlaku vzduchu. V horní části křídla je tlak nižší. Vysoký tlak je zdola. Tento výtah udržuje letadlo ve vzduchu. Stejný princip může způsobit, že během hurikánu vyletí okna vašeho domova. Budovou vane vítr, který snižuje vnější tlak. Vnitřní tlak zůstává vysoký. Okno letí ven.
Závodní vozy staví tuto logiku na hlavu.
Vzduch proudí přes kapotu, čelní sklo a dveře. Vysoký tlak přichází shora a nízký tlak zdola. To stlačí auto dolů. Inženýři tomu říkají negativní nárůst. Konkurenti tomu říkají přítlak.
Tato síla tlačí pneumatiky na trať. Bez něj budete při zatáčení smyk. Při vysokých rychlostech přítlak přidává k hmotnosti vozidla 1 650 až 1 750 liber. Toto není skutečná váha. V zatáčkách je dostatečná přilnavost bez ztráty trakce.
Na krátké trati? Potřebujete ještě větší přítlak. Méně rovinek znamená více zatáček. Musíte být přilepeni k asfaltu.
Cena spojky
Přítlak má svou cenu. Cena je úzkým hrdlem.
Drag je odpor způsobený vzduchem. Existují dva typy.
Tření je povrch, kde se vzduch otírá o povrch vozu.
Odolnost vůči tlaku je stopa. Oblast nízkého tlaku pod pohybujícím se předmětem.
Týmy NASCAR se snaží snížit odpor. Snížení odporu o půl procenta je obrovský zisk. Kurt Romberg, hlavní aerodynamik ve společnosti Hendrick Motorsports, vše uvedl na své místo. O jedno procento menší odpor? To je deset pozic na startovním roštu v Daytoně.
Deset pozic. Z jednoho procenta.
Hendrick provozuje Jimmieho Johnsona, Jeffa Gordona, Dalea Earnhardta Jr. a Marka Martina. Romberg ladil všechna auta. Pracují s čísly na maximum.
Pohon: Symbiotická past
Co se tedy stane, když auta jedou za sebou?
Řídit.
Nejde jen o snížení odporu. Mluvíme o manipulaci s tlakovými zónami. Vedoucí auto razí cestu. Následuje další vůz pomocí nízkého tlaku pod ním. Přeruší vakuum za vůdcem.
Výsledek? Obě auta zrychlují. Asi 5 mph.
Na superspeedway může být 5 mph rozdíl mezi vítězstvím a brzkým návratem domů. Potřebujete partnera. Potřebuješ někoho dostatečně blízkého, aby se podělil o vzduchovou zátěž.
Sázky malého Johnsona
Jako první to vymyslel malý Johnson.
1960, druhá Daytona 500.
Johnson řídil slabý Chevrolet. Na trati dominoval Pontiac. Velký. Rychle. Prohrál.
V kvalifikaci zkusil něco šíleného. Byl jen pár centimetrů od Pontiacu. Místo boje se vzduchem jej začal využívat. Proudy vzduchu ho táhly dopředu. Zůstal blízko dominantního stroje. Vyhrál závod.
Ale fyzika pohonu je nebezpečná.
Bobby Jones, jeden z řidičů Pontiacu, byl také zraněn. Dostal se příliš blízko. Rozdíl tlaku v brázdě byl tak velký, že jeho zadní okno bylo vysáté z auta. Sklo se rozbilo. Dekomprese kabiny. Jones ztratil kontrolu. Vyjel mimo trať.
Johnson projel cílem jako první.
Tento pohon navždy změnil motorsport. Jezdci si uvědomili, že vzduch není jen překážkou. Toto je nástroj.
Způsob, jakým tento nástroj používají, definuje moderní NASCAR.
Člověk a stroj
Jak flow definuje závody na superspeedway
Vyhrát v NASCAR není jen o tom mít nejrychlejší auto. Je to balancování mezi pilotními instinkty a technickými rozhodnutími. Série stanovuje přísné limity výkonu motoru, tvaru karoserie a materiálů, aby byla zajištěna konzistentnost. Žádný tým si nemůže koupit nespravedlivou výhodu. Výsledkem je, že o výsledku závodu se rozhoduje ve zlomcích sekundy. Vše záleží na tom, kdo lépe čte obor.
Superspeedways jako Daytona a Talladega jsou místem, kde tento sport nachází svou pravou podstatu. Tyto stezky mají strmé svahy a dlouhé rovné úseky. Posouvají auta na hranici svých možností. To je důvod, proč NASCAR instaluje omezovací desky. Fungují jako omezení proudění vzduchu a zabraňují tomu, aby se rychlost vymkla kontrole. Bez těchto desek by byla fyzika závodění extrémně nebezpečná.
Pevnost desky
Omezovací desky snižují výkon motoru přibližně o 300 koňských sil. Nejedná se o nové technologie. NASCAR je začal používat v 70. letech 20. století. Cíl je jednoduchý. Všechno je to o vyrovnání pole. Vyrovnali šance mezi týmy s většími rozpočty a týmy s menšími rozpočty. To také zabraňuje vylétnutí vozu mimo trať.
Sázky jsou vysoké. V roce 2004 testoval Rustley Wallace na Talladeze auto bez talířů. Na zadní rovince zaznamenal 228 mph. Jeho průměrná rychlost na kolo byla 221 mph. Tuto zkušenost nazval „šílenou“. I přes desky pilot stále dosahoval rychlosti přes 180 mph. Toho lze dosáhnout pouze průtokem (drafting).
Fyzika v pohybu
Proudění snižuje aerodynamický odpor. To je základní aerodynamika. Vedoucí auto prolomí vzduchovou clonu. Auto za ním je ve slepém proudu (slipstream). Odpor klesá. Tato malá výhoda se sčítá. Získáte pár kilometrů za hodinu navíc. Ve sportu, kde záleží na palcích, je rychlost vším.
Ne všechny stezky jsou si však rovny. Bristol Speedway v Tennessee je úplně jiná bestie. Jedná se o oválnou dráhu z betonu s ostrými, stálými zatáčkami. Kruh trvá asi 16 sekund. Tady není místo na balení. Motory běží na plný výkon. Hlavní postavou je přítlak. Řidiči potřebují přilnavost, aby auto udrželi na trati.
Vyrovnávání
Na superspeedways týmy snižují přítlak. Na dlouhých rovných úsecích potřebují udržovat maximální rychlost. Je to kompromis. Menší přítlak znamená vyšší rychlost v přímém směru. V zatáčkách ztrácíte trakci. Více přítlaku pochází z výkonu v zatáčkách. Na rovince ztrácíte rychlost. Najít dokonalé řešení (sweet spot) je velmi obtížné.
Tato složitost vyžaduje, aby týmy používaly více vozidel. Proměnných je příliš mnoho na to, aby jedno auto zvládlo vše. To vedlo ke vzniku Car of Tomorrow.
Vznik „auta budoucnosti“
NASCAR představil tento standardizovaný design v roce 2007. Ten rok debutoval v pouhých 16 závodech. V plánu byla postupná realizace. Do roku 2008 měl startovat ve 26 z 36 závodů. Očekávalo se, že se stane trvalým v roce 2009.
Události postupovaly rychleji. Tento nový design se zúčastnil všech 36 závodů pořádaných v roce 2008. Dodnes zůstává jediným legálním modelem vozu.
Jere Hill, profesor na University of North Carolina v Charlotte, vysvětluje změny podrobně. Tento vůz je vybaven zadním křídlem namísto tradičního spoileru. Je také vybaven předním aerodynamickým splitterem. Jedná se o tenkou horizontální část umístěnou pod předním nárazníkem. Vytváří větší přítlak.
Týmy si mohou upravit úhel náběhu křídla. Polohu oddělovače můžete změnit. To vám umožní přizpůsobit auto pro různé tratě. Tyto změny však mění vzduchovou clonu za vozem. Aerodynamika se mění.
Výsledkem je auto, které je mnohem obtížnější předjíždět. Stává se obtížnější ho obtočit.
Strategie toku se změnila. Nemůžete jen tak sledovat žádné auto. Je nutné číst závěs za autem vpředu.
Strategie slepého úhlu
Nyní se podíváme na to, jak strategie zabalení funguje v NASCAR.
Draftování (pohyb v ocase) není jen jízda blízko soupeřova nárazníku. Je to mentální hra. Aerodynamika je samozřejmě důležitá, ale porozumění myšlenkám soupeře je ještě důležitější. Zde závod přestává být jen testem výkonu motoru a stává se soubojem nervů a strategie.
Vedoucí dokáže včas zabrzdit. Můžete sklouznout do několika centimetrů od auta za vámi. Cíl? Zbavte pronásledovatele chlazení. V jednu chvíli motor běží normálně. Pak se přehřívá a zastavuje. Stalker má podobný trik. Pomalu se přibližuje a narušuje proudění vzduchu nad karoserií vedoucího vozu. Tento vzduch se používá nejen k chlazení. Vytváří přítlak. Poskytuje přilnavost pneumatiky na asfaltu. Odstraňte tento efekt, přidejte malý náraz a auto spadne na stranu a narazí na vnější plot. Ztráta 10 pozic během pár sekund není ani ten nejhorší scénář.
Týmy spolupracují na využití této síly. Někdy je to formalizované. Často se jedná o neformální dohodu. Cíl je jednoduchý: rychle předjet své soupeře, zaujmout nejlepší trajektorii a bez povšimnutí se ujmout vedení. V lásce, válce a závodění je vše dovoleno.
Fyzika tahu dvou aut
Dvouvozový tah je pohyb dvou aut v koloně. Toto je nejběžnější týmová taktika. Když se další vůz přiblíží k vozu vpředu, odpor vzduchu u obou vozidel se sníží. Pronásledovatel získává výhodu. Vůdce také těží, protože následující vůz snižuje aerodynamický odpor za jeho vlastním vozem. Obě auta zrychlují.
Brett Bodina to ví lépe než většina ostatních. Ředitel výzkumu nákladů ve Výzkumném a vývojovém centru NASCAR začal svou kariéru v závodech tahačů. Brzy si uvědomil, že krabicový design těchto nákladních vozidel vytváří obrovský odpor vzduchu. S menším výkonem motoru ve srovnání s vozy Cup není tažení žádný luxus. Tohle je přežití.
“Když vidíte dvě auta jedoucí vedle sebe, víte, že za nimi je velká vakuová oblast. Pokud do ní dokážete zasáhnout, můžete zrychlit rychleji.” — Brett Bodina
Bodina poznamenává, že nákladní vozy řady Truck za sebou zanechávají hodně vzdušného prostoru. Slipstream (zóna nízkého odporu) funguje efektivněji. Díváte se na otevírací prostor a plánujete svou akci. Můžete využít toho, co je k dispozici.
Čím více aut ve skupině, tím menší odpor vzduchu má každé z nich. Bodina to sám zažil. Tři auta jedou rychleji než dvě. Pět aut jede rychleji než tři. Jak se „vzduchová trubice“ zvětšuje, odporový tlak klesá. Auta cestují ve skupinách, každý získá o několik mil za hodinu více. To má obrovský vliv na celkovou dynamiku závodu.
Překonávání hranic
První řidič pokračuje ve změně jízdního pruhu. Pohybují se, kde mohou. Pruh používaný vedoucím je přirozeně rychlejší než pruh, který vedoucí právě opustil. To platí zejména na tratích jako Talladiga.
U Talladega se vedoucí přesouvají po celé šířce trati. Když budete sledovat jejich pohyb, všimnete si, že rychlost linky se zvyšuje, jak do ní vjíždějí. Toto je sebenaplňující se proroctví aerodynamiky.
Opuštění fronty může být fatální. Bodina varoval, že pokud nebude draftován, závod pravděpodobně skončí. Můžete se dostat do menších problémů. Cena? Ocitnete se v pasti. Dohonit vás je téměř nemožné.
Nehody jsou nepřijatelné
Základní fyzika je jednoduchá. Pro urychlení pohybu použijte průvan. Použijte jej k zastavení konkurentů ve snižování odporu. Ale dělat to dechberoucí rychlostí vyžaduje přesnost.
Školení je místo, kde se odehrává skutečná práce. Pilety se učí od svých protivníků. Plánují každý okamžik závodu.
“Když závodíte, chcete přesně vědět, co vaše auto dělá na trati každou sekundu.” — Brett Bodina
Piloti potřebují vědět, komu mohou věřit, aby s nimi jeli. Musí pochopit, jak se jejich auto chová v zatáčkách a na rovinkách. V den závodu by se nemělo stát nic neočekávaného.
Pokročilá taktika zahrnuje nalezení nejlepší pozice vzhledem k soupeřově nárazníku. Všechno je to o umístění. Chceme jim odebrat chutě. Zvyšte jejich odolnost. Převezměte prostor, kterým procházejí. Je to velmi jemné. To je kruté.
Draft v jiných sportech
Automobilové závody nejsou jediným místem, kde platí princip slipstream. Jakmile rychlost překročí průměrnou úroveň, objeví se zóna zředění. Vzduch nebo voda? Čím rychleji se pohybujete, tím více energie se uvolňuje a tím silnější je vakuum za vámi.
Cyklisté žijí ve skluzu. Rychlobruslaři dělají totéž. Tvoří rychlostní čáru. Tvoří základní skupinu účastníků. V cyklistice je peloton velkou skupinou, která snižuje odpor vzduchu všem cyklistům. Fyzikální principy jsou stejné jako u nákladních automobilů.
Obměna této metody se používá v běžeckém lyžování. Totéž platí pro běžce. plavci? Používají vodu, která je méně hustá ve srovnání s jejich konkurenty. Plavou blízko nebo přímo za sebou. Díky vakuovému efektu mohou rychleji klouzat.
Jde o probuzení. Lidé, kteří o tom chtějí vědět jako první.
Kolize ve fyzice: Rizika a výhody
Vše se změnilo v posledních kolech. Kontrolní vlajka slouží jako spoušť. Spolupráce mizí. Konkurence dosahuje kritického množství. Aerodynamické bdění již není strategií. Stává se zbraní.
Tommy Archer a Bobby Archer to dokázali v závodech SCCA. Používají nárazník (neboli přenos hybnosti v technické terminologii), aby se poháněli vpřed. Auto za vámi vás prostě nenásleduje. Všechno jsem udělal správně. Přesněji řečeno, narazí do nárazníku vozu vpředu. Tato akce tlačí vůdce dopředu a táhne pronásledovatele zpět. Stručné vysvětlení. Smrtící poprava.
Dr. Jerry Hill je skeptický. Myslím, že výpočet je špatný. Fyzika vypadá špatně. Ale technika funguje. Je to také velmi nebezpečné. Přesnost je všechno. Pronásledovatel musí zaútočit v přesně definovaném bodě. Úhel musí být dokonalý. Taky mi chybíš, jsi zlomený
Proudění vzduchu pod vozidlem je narušeno. Lisovací síla zmizí. Přední část předního vozidla je zvednutá.
Když se pronásledovatel blíží, proudění vzduchu pod vůdcem je narušeno. Lisovací síla klesá. Přední část předního vozidla je mírně zvednutá. To přidává podporu. Pneumatiky se přestanou dotýkat vozovky. Klouzají. Ještě před fyzickým kontaktem.
Chytří řidiči toho využívají. V posledních kolech jsem byl docela blízko. Jen se používá na nesprávných místech. Zabraňuje poklesu tlaku. Profoukli jste pneumatiku. Stačí jen trochu přitlačit. Favorité se okamžitě stáhli do zadní části pelotonu.
Prak a tepelná past
Šok z aerodynamické brázdy poškozuje vůdce. Pronásledovatelé ale také nesou rizika. Závodní auta NASCAR jsou křehké stroje. Aerodynamická brázda je žene vpřed. Ale také je připravuje o vzduch. Motor se velmi zahřívá. Přehřátý motor může explodovat.
V některých závodech vyhrává vůdce, který se příliš přiblíží svému pronásledovateli. Tam zůstávají. Trvá to trochu moc dlouho. Motor pronásledovatele exploduje. Lídři vítězí. Je to hra trpělivosti. Vsaďte na chladicí systém.
Pak je tu prak. Oblíbenec davu. Zlatý standard.
Když se blížila poslední kola, stalo se. Řidiči za nimi se musí pohybovat vpřed. Manévrují. Používají redukci odporu. Usnadňuje pohyb ve vzduchu. Očekávají obrat. Pak šlápli na plyn. Extra výkon je žene vpřed. Zisk.
Super dálniční jízda: Nebezpečná efektivita
Kamiony nejsou jediná věc, kterou zvažuji. To se děje i na dálnici. Mapování stezek bývalo obtížným úkolem. Nyní se s tím Super Miler vypořádal.
Nejlepší způsob, jak ušetřit palivo, je správně nahustit pneumatiky. Udržujte auto ve výborném stavu. Někteří řidiči jsou ale rádi kontroverzní. Rozhodli se riskovat.
Skluzová dynamika vhodná pro velké návazce. Snížení přilnavosti zadní části snižuje odpor. Nákladní auto pronásleduje. Sníží se zatížení motoru. MPG se mírně zvyšuje. To je běžné mezi super mílaři.
Super Miler se snaží o maximální efektivitu. Vymáčknou každou kapku paliva. Techniky zahrnují jízdu podél dálnice. Zastavte motor na semaforech. Nikdy nevycouvejte z parkovacího místa. Při jízdě vzad a vpřed spotřebujte na stejnou cestu dvakrát více paliva. Malé úspory.
Někteří jdou ještě dál. Vytahují sedadla. Rezervní pneumatiku nechají v garáži. Není tam žádný zvedák. Nejsou žádné nástroje. Někteří tvrdí 60-80 mpg. Auto ocenili dvacetiletí.
Vytvoření úspěšného příběhu
Pokud potřebujete důkaz, stačí se podívat na výsledky. Jednotlivým vítězstvím se podrobně věnujeme na další straně. Aerodynamické bdění není jen teorie. To je vítězství.
Proč aerodynamici tandemoví jezdci stále vítězí v NASCAR
Můžete měnit výkon motoru, upravovat aerodynamiku a měnit pravidla. V centru motoristického sportu však stále zůstává aerodynamický tandem (drafting). Toto je nejstarší trik v knize a jediný způsob, jak vyhrát na superrychlostních tratích.
Historie to potvrzuje.
Vezměte si například Firecracker 400 z roku 1974 v Daytoně. David Pearson použil tandem s Richardem Pettym, řídili dvě auta. „Král“ byl vážnou hrozbou. Pearson věděl, že Petty by se mohl pokusit předjet manévrem z praku. Pearson mu tedy uvolnil cestu a vypustil Pettyho na vzduch.
Pearson zůstal ostražitý. Svou výhodu výkonu motoru využíval po celý závod. Manévr s prakem pak provedl sám. Tiše přistoupil k Pettymu a vyhrál.
Je to jednoduchá fyzika. To je také psychologická válka.
Obranná taktika: Gordon vs. Earnhardt
Někdy není potřeba zaútočit jako první. Jediné, co musíte udělat, je přežít útok.
Daytona 500 z roku 1999 byla ukázkou obranného využití aerodynamického tandemu. Dale Earnhardt nešel jen po Jeffu Gordonovi. Napadl ho. Earnhardt se pokusil Gordona přišpendlit zezadu. Aby to udělal, pohyboval předním nárazníkem ze strany na stranu a sledoval Gordona.
Cílem bylo zničit sílu stlačení vzduchu. Pokud je vzduch turbulentní, zadní kolo ztrácí trakci. Gordonova kola ztrácejí trakci. Ztrácí kontrolu.
Selhání.
Gordon zastával svou pozici. Auto stabilizoval. Dostál své pověsti legendy. Rozhodl se vyhrát. Earnhardtova strategie byla brutální. Je také technicky stabilní. Nefunguje to ale u jezdců, kteří se umí držet.
Zatlačte shora
Tak začal 50. ročník Daytona 500 v roce 2008. Ryan Newman potřeboval pauzu. Tohle pochopil.
Newman a Kurt Busch byli týmovými kolegy v týmu Penske Racing. Spolupracovali na rovince po zatáčce. Bush postrčil Newmana. Byl to legitimní tlak. Byla to taktická pomoc.
Newman využil této dynamiky k překonání vedoucího Tonyho Stewarta. Důvodem, proč se tomuto manévru říkalo „šťouch shora“, bylo to, že vypadal jako přestrojené požehnání. Ve skutečnosti to není pravda. Bylo to týmové úsilí při rychlosti 200 mph. Jako první projel cílem Newman. Bush dostal pomoc. Obě auta získala velkou pochvalu.
Aerodynamický tandem není jen o rychlosti. To je důvěra v ty, kteří jsou za vámi. Je to vědět, kdy někoho nechat jít a kdy ho zadržet.
Auta se změnila. Technologie se neustále vyvíjejí. Pokud ale nevíte, jak situaci cítit, skončíte na posledním místě.
