Dlaczego opona slick wybija się i wykręca? Ukryta inżynieria opony dragowej

Udostępnij tę stronę
Slick deformuje się i marszczy podczas startu, ponieważ ogromny moment obrotowy w momencie ruszenia w wyścigu drag musi zostać pochłonięty przez miękką ścianę boczną: gdy gaz zostaje całkowicie otwarty, rozciągające się ściany boczne opony zapadają się, tworzy się pofałdowany obraz, a opona w tym momencie chwyta tor przy maksymalnej przyczepności, przekształcając moc silnika w czysty ruch do przodu. To zatem pofałdowanie nie jest uszkodzeniem - to właśnie moment, w którym opona robi swoją robotę. W świecie wyścigów nazwano to wrinkle launch - i mają rację.
Najważniejsze informacje
- Marszczenie, zwane wrinkle, to zaprojektowana cecha opony drag slick zapewniająca przyczepność
- Typowy zakres ciśnienia dla slicków z elastyczną ścianą boczną to 4-12 PSI
- Idealna temperatura opony to około 15 stopni powyżej temperatury toru
- Czas na 60 stóp to najważniejszy wskaźnik czasu przejazdu ćwiartki mili
- Dragstery Top Fuel osiągają 11.000 koni mechanicznych
Widziałeś kiedyś w filmie z wyścigu drag, jak opona przy starcie fałduje się jak pomięta skarpeta? Ktoś, kto widzi to po raz pierwszy, myśli, że opona zaraz pęknie. Tymczasem jest dokładnie odwrotnie: te załamania to właśnie to, co opona powinna robić. Chodź, przyjrzyjmy się bliżej tej ukrytej inżynierii.
Czym jest wrinkle i dlaczego opona się marszczy?

W oponach drag racing slick ściana boczna jest celowo wykonana jako miękka i elastyczna. W momencie startu tysiące koni mocy spada na koło jednym uderzeniem; zwykła opona z twardą ścianą boczną zamiast przenieść ten wstrząs na nawierzchnię buksuje albo traci przyczepność. Miękka ściana boczna zaś zapada się, fałduje i przez krótką chwilę tworzy widoczne zgrubienia. W tej chwili opona chwyta tor jak pazurami i przenosi moc na asfalt.
Nazywa się to wrinkle wall slick - czyli slick z marszczącą się ścianą boczną. W niektórych filmach efekt ten pokazany jest na przykładzie z 500 koni mechanicznych; skoro w kategorii Top Fuel liczby są znacznie wyższe, łatwo sobie wyobrazić, jak dramatyczne może być to marszczenie. Jeśli chcesz porównania z codziennego życia: to jak różnica między bieganiem po mokrej nawierzchni w bucie z twardą podeszwą a bieganiem w bucie z miękką, przyczepną podeszwą. Twardy się ślizga, miękki trzyma.
Po starcie robota nie ma końca. Bezwładność potrafi powiększyć średnicę opony na obrzeżach nawet do 38 cali; plama styku jednocześnie się wydłuża i zwęża. Ponieważ ściany boczne są zablokowane na feldze, bieżnik rozciąga się ku górze i opona rozdyma się dokładnie pośrodku - nazywa się to efektem ballooning. Opona więc nie tylko się marszczy, ale także rozszerza jak balon. Wszystko to sprawia, że niewiarygodne przyspieszenie w pierwszych metrach ćwiartki mili staje się możliwe.
Jak slick bez bieżnika utrzymuje przyczepność?
Slicki nie mają żadnych rowków, kanałów ani wzoru - całkowicie gładką powierzchnię. Na pierwszy rzut oka wygląda to dziwnie, prawda? Gdzie opona z bieżnikiem odprowadza wodę na deszczowej nawierzchni? Ale na torze drag sprawa wygląda zupełnie inaczej: tor jest suchy, a celem jest maksymalna przyczepność. Gdy wytnie się rowki, powierzchnia stykająca się z drogą maleje; gdy całkowicie usunie się rowki, plama styku osiąga swój maksymalny rozmiar. Jeśli dodatkowo weźmiemy pod uwagę, że powietrze w rowkach nie zapewnia przyczepności, staje się jasne, jak cenny na torze jest gładki bieżnik bez bieżnika.
W źródłach tureckich podkreśla się również, że boki opon drag slick są elastyczne i miękkie, a ta elastyczność daje pojazdowi dodatkowe przyspieszenie podczas wyścigu. Czyli wzór jest dwuwarstwowy: gładki bieżnik powiększa powierzchnię styku, a miękka ściana boczna pochłania wstrząs przy starcie. Gdy te dwa elementy działają razem, surowa moc zamienia się w ruch.
Mieszanka i temperatura: opona musi się rozgrzać, żeby poprawnie pracować
Mieszanka komponentów opony drag slick prowadzi z temperaturą delikatny taniec. Jako przybliżoną miarę można przyjąć, że idealna temperatura opony powinna znajdować się w okolicy 15 stopni od temperatury toru: gdy tor ma 100°F, opona pracuje w przedziale 85-115°F. Gdy temperatura toru przekroczy 120 stopni, sytuacja się zmienia i potrzebne są inne środki. Pierwszym narzędziem, które przybliża oponę do tego okna, jest burnout: podgrzanie tylnych opon przez ich poślizg przed startem to pierwsza szansa na przygotowanie opony do przejazdu. Zarówno za dużo, jak i za mało szkodzi - krótkie utrzymanie burnoutu w okolicach 2-4 sekund i wyjazd z burnout boxa z przesunięciem do przodu to standardowa praktyka torowa.
Z temperaturą ręka w ręce idzie też ciśnienie: gdy opona się nagrzewa, powietrze w środku rozpręża się, a ciśnienie rośnie. Dlatego zespoły wyścigowe często używają azotu zamiast zwykłego powietrza; azot daje bardziej przewidywalną reakcję ciśnienia na temperaturę i ułatwia kontrolę setupu. Inżynierowie w boksach znają ciśnienie, z jakim wyjadą na tor, i nie chcą żadnych niespodzianek - całkowicie zrozumiałe.
Jak ciśnienie i wybór felg wpływają na wynik na 60 feet?
Choć w wyścigu drag distancja może wydawać się zwykle ćwiercią mili, wyścig tak naprawdę wygrywa się na pierwszych 60 feet, czyli pierwszych 18,28 metra. Czas na tym odcinku to najważniejszy wskaźnik ostatecznego ET, jaki można osiągnąć. Podczas gdy czas reakcji dotyczy tego, z kim ścigasz się, 60 feet to szczera miara tego, jak szybko przyspiesza twój samochód.
A jakie jest właściwe ciśnienie? W elastycznych ścianami bocznymi oponach drag slick zwykły zakres podaje się jako 4-12 PSI; dla tych, którzy chcą poprawić czas na 60 feet i zmniejszyć zapadanie się ścian bocznych, częstą sugestią startową jest 12-14 psi. W przewodnikach po ćwiartce mili mówi się też, że większość zawodników ustawia ciśnienie w przedziale 13-15 psi - te wyższe wartości odnosi się raczej do opon typu drag radial. Choć różne zakresy mogą wprowadzać w konsternację, w rzeczywistości wszystkie bronią tej samej idei: dokładna wartość zależy od opony, nawierzchni toru i stylu jazdy, więc należy zacząć od wytycznych producenta opony, a potem strojenie metodą prób. Obniżenie ciśnienia sprawia, że opona bardziej się wybrzusza i zwiększa przyczepność, a podniesienie łagodzi marszczenie - obie drogi mają swoją cenę, dlatego właściwą odpowiedzią nie jest jedna liczba, lecz przedział.
Po stronie felg logika jest jasna: mniejsza felga na tylnej osi oznacza wyższą ścianę boczną, a wysoka ściana boczna to większa zdolność do odkształcania się przy starcie. Małe felgi, duży profil boku i odpowiednie podgrzanie opon robią różnicę zwłaszcza na torach o słabej przyczepności i przeciętnej nawierzchni. Jest też kwestia pomiaru: Wartości 60 feet niewiele mówią, dopóki nie porówna się samochodów o tej samej wadze i w tej samej konfiguracji - porównywanie 60 feet dwóch różnych pojazdów to trochę jak porównywanie jabłek z gruszkami.
Różnica obciążenia opon między klasami Pro Stock
Każda klasa drag nie używa tej samej opony, a różnica obciążenia odgrywa tu kluczową rolę. Na kartach danych opon drag producentów oficjalnie śledzi się kolumny wymiaru, średnicy, obciążenia i prędkości maksymalnej. Na przykład dla Pro Stock i podobnych klas sportowych wymienione są opony w wymiarze 32.0x14.0-15, wyprodukowane z określoną mieszanką; dla każdego wymiaru osobno podaje się wartość obciążenia, jaką może przenieść.
Natomiast strona Top Fuel to zupełnie inna liga: Te dragstery osiągające 11 000 koni mechanicznych zalicza się do najszybciej przyspieszających maszyn świata i nakładają na tylną oponę znacznie bardziej destrukcyjne obciążenie. Pojazdom Pro Stock często mówi się fabryczne hot rody; one obciążają oponę stosunkowo umiarkowanie. Trudno podać dokładną liczbę - tyle dla Pro Stock, tyle dla Top Fuel - ponieważ dane producentów publikowane są w tabelach według klasy i wymiaru, ale można bezpiecznie stwierdzić, że obciążenie, jakim poddawana jest opona, różni się między tymi dwiema klasami wielokrotnie. W samochodach Funny Car przeciwko ryzyku uniesienia przodu powodowanemu przez obciążenie często stosuje się zestaw wheelie bar; w Pro Stock to ustawienie, ze względu na znaczenie opon w tuningu, wykonywane jest przez chiefów tuż przed stagingiem. Celem jest utrzymanie roll-out opony w równowadze: różnica utrzymywana jest w tolerancji około 0,0625 cala, a mniejsza opona o niższym ciśnieniu również przyczynia się do równowagi, lekko się odkształcając.
Czy marszczenie naprawdę jest wadą? Często zadawane pytania
Moja opona się marszczy, czy jest uszkodzona?
Jeśli widzisz taką deformację w oponie ulicznej, martw się, bo oznacza to poważny problem. Ale w slicku drag marszczenie jest częścią konstrukcji: miękki bok opony jest celowo produkowany z tak dużą elastycznością, aby pochłonąć moc startu i zwiększyć przyczepność. Zmarszczki pomagają oponie w przyczepności.
Z jakiego ciśnienia startowego powinienem zacząć na torze?
W slickach ze ścianą boczną za normalne uznaje się zakres 4-12 PSI. Na początek najpewniejszą drogą jest zajrzenie do przewodnika producenta opon dotyczącego ciśnienia i, jeśli to możliwe, rozmowa z doświadczonymi zawodnikami. Właściwe ciśnienie jest kluczowe dla najlepszych osiągów - w tej kwestii nie ma skrótów.
Czy jest szybki sposób na poprawę czasu 60 feet?
Nie ma cudów, ale jest kolejność: ustaw ciśnienie według opony i toru, skieruj się na małe felgi z dużym bokiem na tylnej osi, a za pomocą burnoutu doprowadź oponę do właściwej temperatury. Każda zyskana sekcja na 60 feet odbija się jako różnica, która na ćwierci mili mniej więcej się podwaja. Te detale drag racingu, o których mówi się z pasją, to znacznie więcej niż super paliwa i gigantyczne dmuchawy: wyścig w rzeczywistości zaczyna się w warsztacie oponiarskim.
Wynik? To pomarszczone zdjęcie opony powinno teraz wyglądać zupełnie inaczej w twoich oczach. Pomarszczenie opony slick to obraz momentu, w którym surowa siła inżynierii zamienia się w przyczepność. Twoim zdaniem, co jest bardziej imponujące: silnik o mocy 11.000 koni, czy opona, która przenosi tę moc na asfalt i nie boi się pomarszczenia?
Źródła
- Goodyear Racing na X: Tire Wrinkle
- Car and Driver - Fizyka opon dragsterów
- NHRA - Klasy wyścigów dragsterów
- Goodyear - Dane opon Top Fuel & Funny Car (PDF)
- OnAllCylinders - Pro wskazówki dotyczące ustawiania ciśnienia w oponach
- MotorTrend - Wskazówki i triki na 60 stóp
- Lethal Performance - Przewodnik po oponach do wyścigów dragsterów
- Dragstuff - Mit sześćdziesięciu stóp
- Physics Stack Exchange - Dlaczego opony wyścigowe (slicki) zapewniają większą przyczepność
- OnAllCylinders - Jak skonfigurować i wyregulować wheelie bar
- Total Seal - Inside Pro Stock: Wheelie Bar
- Nitromater - Ustawianie wheelie barów
- Mickey Thompson - Wytyczne dotyczące ciśnienia powietrza na ulicy
- Motorsports Calendar - Słownik czasu na 60 stóp