Jak proste klapy znacząco zwiększyły bezpieczeństwo w NASCAR? Wyjaśniamy jak działa aerodynamika w motorsporcie
W NASCAR wykorzystywany jest genialny w swojej prostocie system klap umieszczonych na dachu i masce, który mocno zwiększył bezpieczeństwo na torze. Co dokładnie robi i w jaki sposób działa? O tym w dzisiejszym artykule.
Aż do 1996 roku w NASCAR bardzo często dochodziło do przerażących wypadków, z samochodami wyskakującymi w powietrze po zderzeniu z innym (jak na zdjęciu poniżej). Samochody wyścigowe są bardzo stabilne przy dużych prędkościach dlatego, że generują duży docisk aerodynamiczny, który dociska je do nawierzchni. Kiedy jednak taki samochód się obraca, jego elementy generujące docisk, zaczynają go podnosić do góry, niczym skrzydło samolotu.
Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje musimy wyjaśnić podstawy generowania docisku aerodynamicznego.
Jak działa docisk aerodynamiczny?
W motorsporcie wykorzystywana jest taka sama mechanika, jak ta, która sprawia, że samoloty latają, tylko że odwrotnie. W przypadku skrzydła samolotu jego kształt powoduje, że powietrze nad nim porusza się szybciej niż to pod nim, przez co u góry tworzy się niższe ciśnienie, które ciągnie skrzydło do góry. W motorsporcie działa to niemal identycznie, przy czym niskie ciśnienie generujemy pod samochodem, a nie nad nim, dzięki czemu jest on przyciągany do nawierzchni. Nazywane jest to efektem przypowierzchniowym (ground effect po angielsku) i wykorzystywane jest między innymi w NASCAR, czy od przyszłego roku w F1.
Samochody wykorzystujące ground effect poznamy po tym, że są bardzo nisko osadzone względem nawierzchni. Mają bardzo niskie progi i duże splittery z przodu.
Dlaczego samochody odlatują, gdy się obrócą?
Wiedząc już, jak działa podstawa aerodynamiki, możemy wyjaśnić czemu te półtora-tonowe samochody stają dęba niczym plastikowe zabawki. Jeśli spojrzymy na samochód od przodu, wyglądem przypomni on nam skrzydło samolotu. Niskie ciśnienie generuje się nad pojazdem, przez co jest on ciągnięty do góry.
Jak NASCAR zapobiega odlotom?
W 1996 roku w NASCAR zaczęto wykorzystywać klapy, które mają za zadanie stabilizować pojazd, gdy przestaje on generować docisk aerodynamiczny. Traci go na przykład kiedy ustawia się bokiem, albo tyłem. Prędkość jest na tyle duża, że półtora tonowy samochód staje dęba w powietrzu niczym zabawka. Klapy są zamontowane w taki sposób, że gdy auto zgodnie z kierunkiem jazdy to są dociskane do nadwozia, więc w niczym nie przeszkadzają, gdy jednak samochód się obraca, powietrze trafia pod nie i je otwiera. Gdy klapy są otwarte, mocno zaburzają przepływ powietrza, znacząco zmniejsząc siłę ciągu. To zaś przekłada się na dużo mniejszą szansę, że pojazd wyskoczy w powietrze i ulegnie groźnemu wypadkowi.
Nad samochodem w powietrzu nie ma żadnej kontroli. Nie mamy wpływu na jego traktorię ani prędkość, więc jedyne co możemy zrobić, to starać się do tego nie dopuścić.
Co ciekawe, mechanika klap również wywodzi się z awiacji, samoloty wykorzystują takie klapy (ręcznie sterowane) przy lądowaniu, aby zmniejszyć siłę ciągu, dzięki czemu hamulce w kołach mogą działać efektywniej.
Poza klapami, samochody NASCAR mają relingi/płetwy na dachach, które działają w podobny sposób. Przy jeździe na wprost nie wpływają na prędkość, natomiast gdy dochodzi do obrotu, to przełamują siłę ciągu.