2001년 4월 29일, CART (Championship Auto Racing Teams) 관계자는 텍사스 모터 스피드웨이 에서 10바퀴도 안 된 뒤에 현기증을 앓는 경주를 취소했습니다 . Texas Motor Speedway의 빠른 속도와 좁은 회전의 조합은 회전에서 거의 5G의 힘을 생성합니다. 1G는 지구 중력의 힘입니다. 우리의 무게를 결정하는 것은 이 힘입니다. 5G에서 운전자는 자신의 체중의 5배에 달하는 힘을 경험합니다. 예를 들어, 5G 회전 중에 머리를 옆으로 당기는 60~70파운드의 힘이 있습니다. 자동차가 한 턴에 얼마나 많은 G를 당기는지 계산하는 방법과 이 Champ 자동차 가 그렇게 많은 힘을 가할 때 트랙에 머무를 수 있는 방법을 살펴보겠습니다 .
드라이버에 대한 G- 포스를 계산하는 것은 실제로 매우 간단합니다. 회전 반경과 자동차의 속도만 알면 됩니다. Texas Motor Speedway의 Track Facts 에 따르면 트랙 의 회전 반경은 750피트(229미터)입니다. 연습하는 동안 자동차는 시속 230마일(370km)의 속도로 회전했습니다.
차가 한 바퀴 도는 동안 가속도가 붙는다(그래서 자신의 차에서 회전을 할 때 몸을 차 바깥쪽으로 당기는 힘을 느낀다). 가속도는 자동차 속도의 제곱을 회전 반경으로 나눈 값과 같습니다.
숫자를 실행해 보겠습니다.
- 230mph는 초당 337피트(f/s)입니다.
- (337 f/s) 2 / 750 피트 = 약 151 f/s 2 .
- 중력 가속도(1G)는 32 f/s 2 입니다.
- 151 / 32 = 드라이버가 경험한 4.74G.
이런 힘으로 어떻게 차가 트랙을 유지할 수 있습니까? 회전목마 때문입니다.
텍사스 모터 스피드웨이(Texas Motor Speedway)는 턴에 24도 뱅킹이 있습니다. 뱅킹은 운전자에 대한 G-포스를 계산하는 방법에 실제로 영향을 미치지 않지만 뱅킹이 없으면 자동차는 230mph로 그렇게 빡빡한 회전을 할 수 없습니다. 은행이 어떻게 도움이 되는지 봅시다.
Champ Car가 230mph로 평평한 회전을 시도하면 트랙션이 충분하지 않기 때문에 트랙에서 바로 미끄러집니다. 트랙션은 타이어에 가해지는 무게에 비례합니다(무게가 많을수록 트랙션이 커집니다). 선회를 하면 선회에서 생성된 G-포스의 일부가 타이어의 무게를 증가시켜 견인력을 증가시킵니다. G의 어느 부분이 타이어에 무게를 더하는지 알아내기 위해 G-포스에 뱅킹 정도의 사인을 곱합니다. 우리의 예에서:
따라서 24도 뱅킹으로 1.93G가 휠에 무게를 더합니다. 또한 지구 중력 1G의 일부도 타이어에 약간의 무게를 가합니다(1G x cos24° = 0.91G). 함께 2.84G(또는 차량 무게의 2.84배)가 회전하는 동안 차량을 아래로 밀어 트랙에 달라붙도록 돕습니다.
자동차의 공기 역학은 또한 230mph 에서 상당한 다운포스 를 생성 합니다. 비행기에서 날개는 양력을 제공합니다. Champ Car에는 거꾸로 된 날개와 같은 스포일러가 있어 양력의 반대인 다운포스를 제공합니다. 다운포스는 차체 자체뿐만 아니라 프론트 및 리어 윙에 의해 제공되는 하향 압력으로 차가 트랙에 접착되도록 합니다. 다운포스의 양은 놀랍습니다. 차가 200mph(322kph)로 이동하면 실제로 터널 천장에 달라붙어 거꾸로 운전할 수 있을 정도로 차량에 다운포스가 충분합니다! 거리 코스 경주에서 공기 역학은 실제로 맨홀 뚜껑을 들어 올릴 만큼 충분한 흡입력을 가지고 있습니다. 경주 전에 이러한 일이 발생하지 않도록 모든 맨홀 뚜껑이 용접됩니다!
다운포스와 G-포스 사이에서 자동차가 230mph로 24도 기울어진 회전 중 하나를 돌 때 자동차 무게의 4배가 훨씬 넘는 타이어가 트랙에 고정됩니다.
운전자들은 이런 트랙에서 엄청난 형벌을 받습니다. 이 가속 수준은 대부분의 사람들이 경험한 것보다 높습니다. 심지어 우주 왕복선이륙할 때만 3G가 발생합니다. 더욱 놀라운 것은 이 운전자들이 이런 종류의 힘을 얼마나 오래 견딘다는 것입니다. 텍사스 모터 스피드웨이의 길이는 1.5마일(2.4km)입니다. 전면 스트레치는 2,250피트(686m), 후면 스트레치는 1,330피트(405m)입니다. 230mph(337f/s)에서 운전자는 전방 스트레치를 내려가는 데 약 6.5초가 소요되며, 회전을 도는 동안 다음 6.5초 동안 거의 5G의 힘이 가해집니다. 다음 턴 전에 등을 펴는 데 약 4초가 걸리고 거의 5G에 달하는 또 다른 6.5초가 걸립니다. 계획된 600마일(966km) 경주가 열렸으면 드라이버는 총 800번 5에서 거의 0G 사이를 왔다갔다 했을 것입니다.
최초 발행일: 2001년 5월 10일
