Теория управления автомобилем и обмен практическим опытом, "Гоняй на гонках, а не в городе" Опции

[Ыршлщ]

Прежде всего хочу сразу сказать, что данная тема открыта мной, но публиковать в ней буду материалы, почерпнутые из различных статей, форумов, блогов и т.п. источников. Чтобы не было недопонимания ..., цитируемое будет приведено курсивом.

Почему я создал эту тему? С одной стороны, любой из вас может самостоятельно найти любой интересующий материал. С другой - не всегда и не всем известно что именно искать и всегда лучше, когда информация собрана в одном месте. Кроме того очень хочу, чтобы и вы высказывали своё мнение, делились различной информацией и собственным опытом - в общем, дополняли и поддерживали данную тему. Также прошу в ходе обмена мнениями вести конструктивный диалог и не скатываться в говносрач центрального фикалосброса, т.к. он не конструктивен и ничего кроме увеличения говна в мире не порождает.

И ... "гоняйте на гонках, а не в городе"




А начать предлагаю с прохождения теста ссылка доступна только зарегистрированным

Он позволяет узнать свой уровень навыков и умений в области безопасного вождения автомобиля!


Тест состоит из 15 вопросов, его прохождение занимает несколько минут.
По окончании теста вы увидите свой результат с указанием числа правильных и неправильных ответов.

Полученные вами результаты прохождения теста прошу занести в голосование. Так мы поймём, каким "багажом" мы уже обладаем.Сам результат оглашать не обязательно.

Второй вопрос, я полагаю всем понятен и комментировать его излишне.





P.S. Мой результат:

87% - 13 правильных ответов
13% - 2 неправильных ...

неправильно ответил на вопросы:
- "Автомобили", т.к. думал, что ... безопасней всего
- "Эффективность вождения", т.к. не привык я следить, что расход топлива зависит от ...

Сообщение отредактировал Ыршлщ - 6.2.2014, 19:56

[Ыршлщ]

Брайан Бекман : Физика Гонок

Глава 3. Основные расчеты

В последних двух статьях мы узнали о двух относительно общих явлениях : перераспределении масс и сцеплении резины . В этом месяце мы обсудим некоторые основные измерения и размерности , необходимые для расчетов . В конечном итоге мы получим уравнения достаточные для компьютерного моделирования автомобиля . Уравнения должны быть получены такими , чтобы расчеты были достаточно быстрыми для компьютерной игры – симулятора . В итоге , задача этих статей - это показать , как можно построить подобную игру на обычном компьютере с использованием таких языков программирования как C или BASIC, или возможно даже на моем любимом языке LISP. Всё это сочетается с духом сборника статей PHoRS, по причине того что многие физические явления сейчас исследуются с использованием компьютеров . Разработка программ и программирование это ключевые навыки современного физика , настолько , что некоторые из нас проводят за компьютером всё своё время .

Физика – это наука измерений . Возможно вы слышали о крайне абстрактных областях физики , например таких как теория относительности и квантовая механика , в которых на первом месте стоит математика , но в наших теориях на первом месте стоят лабораторные опыты ну конечно или в нашем случае - гоночные заезды . Все математические величины должны быть измеряемыми . В гонках основными величинами являются расстояние , время и масса .

В этом месяце мы рассмотрим основные уравнения , которые позволят нам делать быстрые расчеты в уме между заездами . Очень полезно развивать навыки быстрого расчета величин , и я Вам покажу почему .

Уравнения , в которые не входит параметр , масса , называются кинематическими . Первое уравнение кинематики связывает скорость , время и расстояние . Если машина движется с постоянной скоростью или ускорением V, тогда расстояние d которое она преодолеет за время t, будет d = Vt . Это уравнение вводит понятие скорости и ничего более .

Давайте посмотрим на несколько небольших примеров . Как далеко будет машина отстающая на одну секунду ( одну десятую , две десятых и т.д.)?

На скорости 25 км /ч за одну секунду мы передвигаемся примерно на 6,5 метров , или на полтора корпуса машины такой как Corvette последней модели . Так на скорости 50 км /ч, секунда это 3 корпуса машины , а на скорости 100 км /ч – 6 корпусов . Если в автокроссе вы отстаете на 1 секунду ( или вы настолько хорошо водите что можете обогнать остальных на столько же ) вы теряете примерно 3-6 корпусов ! Это рассчитывается из средней скорости в автокроссе 50-100 км /ч.

Каждый раз когда Вы ошибаетесь или Вас сносит немного в сторону просто представьте соперника обгоняющего Вас на корпус . Это одна из причин по которой автокросс это очень сложный для пилота спорт . Если Вы вылетели в одном повороте в гонке вы должны потратить несколько кругов чтобы это исправить , а чтобы победить сильных соперников в автокроссе нужно пилотировать почти идеально . Обычно побеждает тот пилот который делает меньше ошибок !

Следующее кинематическое уравнение касается ускорения . Так получается что расстояние которое преодолевает машина при постоянном ускорении составляет D = 0,5at² Как это уравнение может помочь нам при расчетах в уме ? Обычно мы измеряем ускорение в g. 1g составляет 9,8 м/с2. Мы не должны брать километры и часы здесь . Преобразуем немного наше уравнение и получим d (метры ) = 4.9a (g) * t² (секунды ). Таким образом автомобиль ускоряющийся с места при 0,5g за первую секунду преодолеет около 5 метров . Не очень много ! Но тем не менее скорость будет возрастать очень быстро и за вторую секунду машина преодолеет уже 20 метров .

Только чтобы доказать Вам что это реально давайте ответим на вопрос «За какое время машина проедет 402 м двигаясь с ускорением 0,5g?» Мы преобразуем вышеуказанное уравнение и получим :

И если мы в это уравнение подставим цифры то получим:

Что составляет около 13 секунд . Не такое уж и сумасшедшее время ! Реальные машины не способны сохранять ускорение 0,5g на всем протяжении 402 м по причине наличия сопротивления воздуха и уменьшения крутящего момента на высших передачах . Это объясняет почему спортивные машины проезжают четверть мили за 14-15 секунд .

Более интересный результат это факт что для преодоления первых 5 метров нужна целая секунда . Отсюда следует вывод что старт очень важен в автокроссе . При чрезмерной пробуксовке , которая « крадет » ускорение Вы можете потерять целую секунду прямо на старте . Просто представьте что ваши соперники стоят на 10 метров ближе к финишу . Для того чтобы быстро делать вычисления в уме полезно помнить несколько корней . 8 2 = 64, 10 2 = 100, 11 2 = 121, 12 2 = 144, 13 2 = 169 и так далее . Тогда вы сможете брать корни в уме с достаточной точностью .

Наконец , давайте посмотрим как крутящий момент становится силой на колесах и превращается в итоге в ускорение . Для этого нам нужно знать что такое масса автомобиля . Любая физическая формула в которой учитывается масса называется динамической в противовес кинетическим . Давайте допустим что у нас есть Corvette который весит 1500 кг и проивзодит 45 кгс на коленчатом вале . АКПП этой машины имеет передаточное число первой передачи 3.06. Трансмиссия это ничто иное как просто система круглых вращающихся рычагов (circular rotating levers), а передаточное отношение это коэффициент преобразования крутящего момента . Так , на выходе из трансмиссии мы будем иметь 3,06 * 45 кгс = 137,7 кгс крутящего момента .

Дифференциал это следующий « преобразователь », в случае Corvette здесь коэффициент будет составлять 3.07, передавая 422,7 кгс в центр колес ( это очень большой крутящий момент !). Расстояние от центра колеса до земли около 13 дюймов или 33 сантиметра. Так максимальная сила которую двигатель может приложить к земле в направлении назад ( вызывая силу отталкивания от земли действующую на автомобиль в направлении вперед , вспомните 1 главу !) на первой передаче составит 422,7кгс / 0,33 м =1281 кгс . В состоянии покоя , автомобиль имеет распределение веса около 50/50, то есть около 725 кг нагрузки на заднюю ось . Вы должны помнить из предыдущей статьи которая касалась сцепления что резина не может передать в поперечном направлении силу много большую чем вес который действует на колесо . Колесо просто будет буксовать если вы нажмете газ до конца , прилагая к ней усилие в 1281 кгс .

Теперь мы видим почему важно нажимать на газ нежно при старте . В самые первый момент старта ваша цель сделать так чтобы двигатель создал на пятне контакта силу около 725 кг . Если вы всё сделаете правильно то шины завизжат только на очень небольшой отрезок времени . Таким образом это даст Вам 725 кг силы толкающейв направлении вперед то есть исходя из формулы F = ma придаст автомобилю ускорение около 0,5g или половины веса автомобиля . Главная причина из за которой машина будет разгонятся с ускорением только в 0,5g это половина веса на передних колесах , которая не увеличивает сцепление ведущих задних колес . Но на старте произойдет немедленный перенос части веса назад . Вспоминая 1 часть опять , можно рассчитать что после старта примерно 145 кг переместится назад и тогда вы можете передать колесам немного больше силы плавно нажимая газ . Через секунду или около того Вы можете нажать газ до упора заставляя работать двигатель на полную .

На заднеприводных автомобилях перенос веса действует так что увеличивается нагрузка на ведущую ось . На переднеприводных автомобилях перенос веса действует против ускорения и поэтому вы должны действовать с педалью газа очень аккуратно если имеете много мощности . На полноприводном автомобиле все колеса работают прилагая силу к покрытию и это теоретически лучший вариант .

Люди близкие к технике называют такие расчеты расчетам «на обратной стороне конверта » (back of the envelope) что означает что -то вроде записи уравнений и цифр на любом кусочке бумаги который попался под руку . Вы можете делать это без калькулятора или каких либо других устройств . Вы можете делать это в гараже . Такие расчеты не очень точны , но дают вам грубый результат который отличается не более чем на 10 или 20% от реальной силы или ускорения . Теперь вы тоже знаете как делать расчеты на обратной стороне конверта .

Сообщение отредактировал Ыршлщ - 21.2.2014, 18:32