Grand Prix Stanów Zjednoczonych 2018

[pawel92setter]

On ma ostatnio jakiegoś pecha bo gdy dotknie się z kimś to automatycznie robi spina

Ferrari ma słabą przyczepność aero, praktycznie w każdym zakręcie jadą na granicy przyczepności a RedBull czy Merc nie dość że mają lepszą przyczepność aerodynamiczną, to jeszcze nawet gdy robią uślizg to są stabilniejsze.
Ferrari jak nie ściągnie lepszych aerodynamików to zawsze będzie mieć pod górę choćby nie wiem jak dobrą jednostkę napędową i zawieszenie skonstruowali

Sorry, że się czepiam, ale wolę prostować pewne rzeczy.
1) Nie ma czegoś takiego jak przyczepność aerodynamiczna.
2) Wszyscy jadą na granicy przyczepności w każdym zakręcie. Jeśli nie, to znaczy, że kierowca jest słaby.
3) To, że jedno auto jest stabilniejsze po uślizgach zależy w głównej mierze od momentu bezwładności. Im mniejszy moment bezwładności względem osi pionowej, tym łatwiej wprowadzić auto w poślizg, ale też łatwiej je z niego wyprowadzić.

Trochę dziwne, są te Twoje wnioski. Ferrari jest praktycznie co wyścig w ścisłej czołówce i walczy o zwycięstwo. Trudno w takiej sytuacji czepiać się aerodynamików.

[RY2N]

1) Nie ma czegoś takiego jak przyczepność aerodynamiczna.

nie chcę pisać zbyt rozwlekłych postów dlatego robię skróty myślowe. Oczywiście chodzi o docisk aerodynamiczny zwiększający przyczepność.

2) Wszyscy jadą na granicy przyczepności w każdym zakręcie. Jeśli nie, to znaczy, że kierowca jest słaby.

To w dużej mierze prawda, ale trzeba pamiętać że jeden bolid może na tej granicy pojechać szybciej inny wolniej. A w konkretnym omawianym przypadku kiedy Ricciardo dobierał się do skóry Vettelowi obaj jechali tym samym tempem (bo Vettel blokował Ricciardo) i w takiej sytuacji Ricciardo miał znacznie większą rezerwę przyczepności bo jego bolid jest po prostu doskonalszy aerodynamicznie. Widać było że Vettel jadąc przed Ricciardo walczy o stabilność bolidu - miał spory uślizg przodu - bezpośrednio przed pierwszym atakiem kierowcy RedBulla.

3) To, że jedno auto jest stabilniejsze po uślizgach zależy w głównej mierze od momentu bezwładności. Im mniejszy moment bezwładności względem osi pionowej, tym łatwiej wprowadzić auto w poślizg, ale też łatwiej je z niego wyprowadzić.

owszem jest w tym dużo racji, ale to co się dzieje z bolidem zależy też od balansu aerodynamicznego i mechanicznego tzn. czy bliżej granicy przyczepności jest przednia oś czy tylna. Najlepiej oczywiście
jak jest to jednakowo, wtedy przekroczenie granicy przyczepności następuje na obu osiach jednocześnie i nie powstaje moment obrotowy o którym piszesz. Natomiast w przypadku Vettela po lekkim trąceniu w przód nastąpił dramatyczny uślizg tylnej osi.

Trochę dziwne, są te Twoje wnioski. Ferrari jest praktycznie co wyścig w ścisłej czołówce i walczy o zwycięstwo. Trudno w takiej sytuacji czepiać się aerodynamików.

Ferrari nadrabia przyczepnością mechaniczną (zawieszenie i praca opon). Zobacz co się dzieje za każdym razem gdy nie mogą się tym ratować czyli wtedy gdy tor jest mokry

[pawel92setter]

Przecież przy mokrym torze paradoksalnie spada wpływ aerodynamiki (mniejsze prędkości). Może to właśnie z zawieszeniem jest problem?
A pierwsze okrążenie, podczas którego zdarzyły się obroty Vettela na Monzy i w Austin, charakteryzuje się krótkim czasem na dogrzanie opon. A to w dużej mierze zależy od ustawienia zawieszenia właśnie. Fajnie to swego czasu Scalabroni przedstawiał na youtube.

[fordern]

Ale w takim razie czemu to się zdarza tylko Vettelowi, a Kimi nie miał takiej przygody ani razu?

[Pieczar]

Swoją drogą od GP Włoch Kimi zdobył więcej punktów od Vettela, walcząc przy tym dwukrotnie o zwycięstwo

[bartoszcze]

w konkretnym omawianym przypadku kiedy Ricciardo dobierał się do skóry Vettelowi obaj jechali tym samym tempem (bo Vettel blokował Ricciardo) i w takiej sytuacji Ricciardo miał znacznie większą rezerwę przyczepności bo jego bolid jest po prostu doskonalszy aerodynamicznie

Przecież to była sekcja w której aerodynamika odgrywa znikomą rolę...

-- Pn paź 22, 2018 21:04 --

Ale w takim razie czemu to się zdarza tylko Vettelowi, a Kimi nie miał takiej przygody ani razu?

Kimiemu zdarzyła się w Anglii. A nie, czekaj...

[slipstream]

A wspomnijmy jeszcze te kwalifikacje które zawalał Kimi w ostatnim okrążeniu tracąc przyczepność "w głupi sposób". Że się Baku przypomina od razu.

[RY2N]

przy mokrym torze paradoksalnie spada wpływ aerodynamiki (mniejsze prędkości)

Przy mokrym torze bardzo zmniejsza się (kilkukrotnie) przyczepność mechaniczna na której bazuje Ferrari i jedyne co pozostaje to uzyskać maksymalny docisk od aerodynamiki (który owszem jest mniejszy ale o kilkanaście procent, ale nie 2 czy 3 razy)

[pawel92setter]

Dobra, widzę, że nie wiesz jak działa auto w zakrętach. Aerodynamika jedynie zwiększa nacisk na oponę, co sprawia, że może ona także wytrzymać większą siłę poprzeczną. (Trudniej coś przesunąć w bok, gdy jest mocno dociskane, nie?)
Gdy jest mokro, to stosunek docisku aerodynamicznego do ogólnej siły dociskającej oponę (docisk aero + masa pojazdu i jego rozkład masy + transfer obciążenia w wyniku działania przyspieszeń poprzecznych i wzdłużnych) spada. Spada więc rola aerodynamiki.

Nie obraź się, ale denerwuje mnie w Polakach ta arogancja przy dyskusji i brak możliwości zrewidowania poglądów. Ktoś coś usłyszy, czy też wytłumaczy sobie na chłopski rozum/zdrowy rozsądek i nie przyjmuje do wiadomości argumentów ludzi, którzy rzeczywiście zgłębili temat, studiowali i mają jakąś wiedzę w temacie. Później mamy takie ruchy "zdroworozsądkowców", którzy twierdzą, że ziemia jest płaska, bo przecież nie czują, żeby się kręcili, a jakby coś było od spodu kuli to by spadło. Ignorują przy tym zupełnie najnowsze ustalenia naukowe. (Sprzed prawie 2500 lat w tym przypadku.)

[RY2N]

Ten portal to nie miejsce żeby przytaczać równania z dynamiki ruchu dlatego staram się podawać konkluzje w prostej gotowej formie - jak to określasz "na chłopski rozum" i pomijam żmudne dowodzenie. Oczywiście, jeśli ktoś nie chce korzystać z wiedzy to nie musi, przecież czytanie i komentowanie moich postów nie jest obowiązkowe.
Tak jak wcześniej wspomniałem sformułowanie o wzrastającej roli przyczepności aerodynamicznej w deszczu to uproszczenie. Problem jest w rzeczywistości bardzo złożony, ale spróbuję to wyjaśnić możliwie jak najprzystępniej - otóż opony bolidów współpracują z nawierzchnią zawsze zarówno w sposób tarciowy jak i kształtowy. Stąd też sumaryczny, wynikowy współczynnik tarcia nie jest jednakowy dla różnych zespołów. Takie np. Ferrari stosuje inną geometrię zawieszenia niż RedBull – (np. koła ustawione w tzw. większym negatywie, inne ciśnienia, tak aby uzyskać lepszą przyczepność, ale kosztem większego grzania się i zużywania opon).
Starając się zilustrować to przykładem (na przejaskrawionych liczbach) – przyjmijmy, że na suchym torze, w zakręcie siła poprzeczna powodująca zerwanie przyczepności wynosi:
- dla bolidu Ferrari 12.000 N (i wynika z docisku aero 6.000 N + docisku mechanicznego = masy bolidu 6.000 N oraz współczynnika tarcia 1,00), a
- dla Red Bulla 12.090 N (i wynika z docisku aero 7.000 N + docisku mechanicznego 6.000 N oraz współczynnika tarcia 0,93)
Na mokrym torze (przyjmijmy dla przejaskrawienia, że zakręt jest pokryty wodą powodującą przy danej prędkości aquaplaning uniemożliwiający oponom dotarcie do nawierzchni i współpracę kształtową poprzez „zakantowanie” o nierówności) współczynnik ten spada do powiedzmy 0,01 i w tych ekstremalnych warunkach jest jednakowy dla opon obu bolidów; wtedy siła graniczna powodująca zerwanie przyczepności wyniesie:
- dla Ferki 120 N
- dla RedBulla 130 N (co jest wielkością o 8 % lepszą podczas gdy na suchym było to więcej tylko o 0,8% - czyli różnica na korzyśc RedBulla wzrosła 10-krotnie!)
Dlatego właśnie mówi się że Ferrari opiera się o przyczepność mechaniczną, a RedBull o aerodynamiczną i że na mokrym torze rola przyczepności aerodynamicznej wzrasta.

[slipstream]

Przekonanie o spadku roli aerodynamiki w deszczu to się wzięło z takiego właśnie prostego na chłopski rozum wnioskowania. Skoro im szybciej się jeździ to jest większy docisk, to skoro na mokrym jeździ się wolniej to jest mniejszy docisk, czyli rola aerodynamiki na mokrym spada...

[pawel92setter]

Ale skąd wniosek, że współczynnik tarcia jest jednakowy? Po pierwsze, to można to nazwać "wirtualnym współczynnikiem tarcia". I współczynnik ten zazwyczaj spada wraz z naciskiem, oraz jest inny dla różnych stanów odkształcenia (w uproszczeniu, chodzi o kąt znoszenia). Zadaniem konstruktorów zawieszenia i układu kierowniczego jest właśnie zmuszenie opon do pracy przy optymalnych kątach znoszenia. Mogą one być zupełnie różne dla opon deszczowych i dla slicków, stąd może ktoś mieć wrażenie, że Red Bull jest dobry w deszczu, bo ma lepsze aero. Poza tym konstrukcja zawieszenia wpływa też na sposób nagrzewania itd.

Przyjąłeś sobie arbitralnie dane, nie mając ich pokrycia w rzeczywistości i na tej podstawie "udowodniłeś" obliczeniowo słuszność swojej teorii.

A co jeśli ten wirtualny współczynnik tarcia zmieni się proporcjonalnie przy pogorszeniu warunków? (Co by było bardziej prawdopodobne), a docisk aero też zmniejszy się proporcjonalnie? (Relacja docisku do prędkości jest kwadratowa, stąd PRZYJMIJMY, skoro już przyjmujemy, że spadnie docisk o 20%.) I wtedy z obliczeń wynika:

- dla Ferrari (4.800 N + 6.000 N) * 0,1 = 1080 N
- dla Red Bulla (5.600 N + 6.000 N) * 0,093 = 1078.8 N

O! Nagle się okazuje, że Ferrari jest szybsze?

Nie możesz w ten sposób dowodzić czegokolwiek...

[bartoszcze]

Ale jakie to jest pięknie nielogiczne: skoro w Ferrari na deszczu spada przyczepność mechaniczna, to znaczy, że mają słabe aero, bo na suchym torze w wolnym zakręcie mieli słabszą przyczepność od Red Bulla...

[RY2N]

Ale skąd wniosek, że współczynnik tarcia jest jednakowy?

Widocznie wywód był zbyt zawiły - próbuję zatem tłumaczyć dalej:
Tarcie klasyczne tzw. ślizgowe czy inaczej suwne albo adhezyjne to zjawisko które może reprezentować np. klasyczna lokomotywa ma szynach próbująca wjechać pod górę. Tarcie kształtowe (zwane też deformacyjnym) to coś co najlepiej oddaje np. kolejka zębata (ma takie koło zębate po środku, które współpracuje z trzecią szyną w kształcie zębatki po której się toczy).

W rzeczywistości na styku opony do nawierzchni zachodzą oba te zjawiska tj zarówno tarcie adhezyjne gumy do nawierzchni i tu nie ma możliwości żeby wystąpiły jakiekolwiek różnice pomiędzy zespołami wynikające z samej mieszanki opony (już Pirelli o to dba żeby były dla wszystkich jednakowe) oraz tarcie kształtowe wynikające z wnikania czy dopasowywania się opony do nierówności (porów, dziurek) nawierzchni.

I w tym drugim obszarze jest duże pole do popisu dla zespołów. Już w starożytności zauważono, że dużo łatwiej jest ciągnąć tyczkę po chodniku niż ją pchać jeśli drugi jej koniec dotyka tego chodnika (bo jak ją pchamy to co pewien czas ona się klinuje, zresztą z tego samego powodu w hamulcu bębnowym typu simplex szczęka współbieżna zużywa się szybciej niż przeciwbieżna). Dlatego koła zewnętrzne na zakręcie ustawione w negatyw (tzn. górna część koła bliżej środka samochodu niż dolna) bardzo dobrze trzymają samochód - bo właśnie dochodzi do zjawiska klinowania się o nawierzchnię. Również ustawienie zbieżności poprzez wpływ na temperaturę opon przyczynie się do polepszenia lub pogorszenia przyczepności gumy (najlepiej klei w pewnych wąskich granicach temperatury). Jest jeszcze szereg innych parametrów, które mogą wpływać na przyczepność opony (choćby ciśnienie). Stąd współczynniki tarcia kształtowego (a przez to także całkowitego) są różne dla różnych zespołów.

To wszystko co napisałem wyżej pięknie działa dopóki opona może wnikać w pory nawierzchni. Gdy nawierzchnia jest idealnie gładka bez dziurek, wgłębień itp. tarcie kształtowe zanika i pozostaje tylko tarcie klasyczne=ślizgowe, które jak już powiedzieliśmy jest jednakowe dla wszystkich bolidów przy założeniu że porównujemy "softy" z "softami" czy "wety" z "wetami" (i znowu przykład z tyczką - po tafli szkła nie ma znaczenia czy ją pchamy czy ciągniemy - współczynnik tarcia jest ten sam i siła do tego potrzebna także). Gładkość nawierzchni powoduje również, że przestają działać sztuczki wpływające na temperaturę opony. Dlatego im grubsza warstwa wody na torze tym bardziej ujednolicony współczynnik tarcia pomiędzy bolidami (woda wypełnia pory, a jest nieściśliwa do tego schładza opony ujednolicając ich temperaturę we wszystkich bolidach).

W ekstremalnym przypadku który podałem w poprzednim poście kiedy warstewka wody jest na tyle gruba, że powstaje aquaplaning - współczynniki przyczepności dla wszystkich jest jednakowy (tak jakby wszyscy jeździli po tafli szkła). I właśnie w takich warunkach RedBull zostawiłby wszystkich w tyle, bo ma najwyższy docisk aerodynamiczny (a pozostałe elementy wzoru tj. masa bolidu i współczynnik tarcia byłyby wtedy jednakowe dla wszystkich bolidów). Mam nadzieję, że teraz jest to jaśniejsze.

[pascal]

@RY2N - aż się prosi o akapity ..