赛车运动中的致命弯道

2016-03-16 15:49周华
关键词:方程式赛车赛车手临界点

周华

自古以来人类对速度的渴望就没有穷尽,从呱呱坠地奋力爬行的婴孩,到奋力冲刺打破百米纪录的健将,再到制造各种机械来满足对于追求更快速度的诉求,这种激情永远没有停止.

世界一级方程式赛车是一项风靡全球的竞速运动,赛道上一辆辆五颜六色的赛车风驰电掣般在眼前穿行而过,伴随着轰鸣的马达声,掀起股股浓烟,一骑绝尘.飞驰的赛车能够充分挑起观众们的兴奋感觉,特别是当驶入弯道时,几乎所有赛车都遵循同一条路线,谁也不肯让谁,赛车一辆接一辆串在一起就好像一条长龙在跑道上奔驰,场面尤为壮观精彩.

专业赛道上的赛车时速能够超越300km/h,这已经远远超过了日常机动车的行驶速度.这样高的时速对于赛车本身提出了特殊的要求,因此专业赛车的结构,以及对赛车手的防护措施都经过了特殊设计.但自拥有世界一级方程式赛车以来,还是有18位车手遇难,经统计大部分遇难的原因都是在弯道上赛车失控.冲出赛道撞上围墙身亡.可见比赛中,穿越弯道既是最精彩的高潮,也是最危险的时刻.

为什么弯道会成为致命的杀手呢?这要从赛车弯道本身说起.日常生活中最常见的弯道便是弯折900的十字路口,而在赛车场上最常见的弯道是1800弯道,俗称发夹弯、回头弯.这种1800弯道在连续行驶中处理起来十分棘手,需要提前判定进行挡位切换操作,更何况是在300km/h的高速行驶中.而在一些特定的赛道上如著名的瓦伦西亚赛道,竟然连续有25个这样的弯道,这要求车手本身对赛车性能极为了解并且能够娴熟驾驭赛车.

弯道超车是另一个致命因素.作为赛车比赛.最终比拼的是赛车手谁能率先跑完全程,在赛车性能相差不大的情况下,几乎不可能在直道超车,相对于直道而言,弯道上困难大,变数多,只有在过弯道时是超车的唯一机会.在过弯道时,原来领先的车手可能因为弯道而落后,而本来落后的车手也可能利用弯道超越对手.充满了变数,

如图1所示,人们将行驶时最靠近弯心的那一点称为APEX点.将赛车在动力上由减速入弯切换到加速出弯的那一点称为临界点.前车在将要过弯道时会从跑道外侧向内减速行驶,达到临界点时加速向外驶出弯道,俗称“外内外”路线.此时临界点和APEX点重合.而后车要想实现超车必须将临界点选择靠近跑道外侧的地方以获得更长的加速路程,从而拥有更高的出弯速度实现超车.后车行驶的路线俗称“外外内”路线.

弯道超车的危险就在于后车为了追求更长的加速路程,选择偏外的路线,而偏外的路线使得临界点难以判断,一不小心就会因为提前加速导致速度过快直接冲出跑道,风险非常大.因此在日常驾驶车辆时是严禁弯道超车的,

人在加速运动过程中会受到和加速方向相同的力的作用,例如我们在加速向上运动的电梯中会感受到地板对我们有一股向上的支持力,在加速行驶的汽车中会感受到座椅对我们的后背有一股推力.人们受到的力的大小和自身质量的比值F/m被称为加速度a.

人类身体能够承受的加速度是有限的.在不同方向上能够承受的加速度也有所不同.众所周知,在地球上的物体都会受到地球的吸引力.我们知道,静止状态下地球对人的吸引力与人的质量的比值为lg(即a=lg,g为重力加速度,同学们将在高中学到),在竖直向上的方向上人最多能承受Sg的加速度,此时人们会感到大脑缺血,头昏目眩:在竖直向下的方向上人最多能承受2g的加速度,此时血液都集中在大脑,让人感到头痛欲裂:人们最多能承受8g的向后加速度,此时人难以呼吸,眼球变形.正前方向的加速度人们最易承受,这也正是赛车在直线上加速行驶时加速度的方向,我们看到火箭起飞时宇航员都要胸口朝上也是这个原因,

在高速行驶的赛车中,赛车手加速转弯时最高需要承受5g的加速度.战斗机飞行员在爬升时将会承受最高达lOg的过载,但是这个时间非常短暂,而赛车手会持续数分钟甚至数小时保持在这个环境中.通常一场比赛中,车手必须换挡2500次,平均2s要换挡一次,因此车手的注意力必须高度集中.过弯时,Sg的加速度让车手所受的重力增大4倍,身体虽然有安全带可固定,但头部就需要极强壮的颈部肌肉才能支撑,此时车手转动方向盘相当费力,需要极为强壮的手臂来把赛车维持在车手想要的行进路线上,

这意味着坐在赛车里的车手不仅要与田径、游泳等竞技体育运动员一样拥有强健的体魄,同时还需要有强大的意志力.在长达一个多小时的赛程中始终保持精神集中,能够解决各种突发状况,因为在300km/h的赛车中稍有不慎就会酿成惨痛的后果,

猜你喜欢
方程式赛车赛车手临界点
基于热分析的FSEC方程式赛车的制动盘优化设计
基于临界点的杭州湾水体富营养化多年变化研究
火星赛车手
赛车手
FSC方程式赛车消音器设计
FSC方程式赛车消音器设计
赛车手星星狐
超越生命的临界点
超越生命的临界点
F1赛车手