Czy bezpiecznie jest jeździć w warunkach wyścigowych z brakującymi nakrętkami kół?

Wiesz, że czasami coś czytasz i myślisz „Co?”

Czy byłbyś szczęśliwy prowadząc samochód o mocy 900 BHP w zawodach z brakującymi nakrętkami? Najwyraźniej NASCAR wprowadził zmianę zasad, aby zespoły nie musiały już pasować do wszystkich nakrętek kół po zmianie opon. Może to oznaczać, że niektóre samochody na torze mają tylko trzy z pięciu nakrętek kół.

Ponadto jeden z kierowców na następny sezon, Tony Stewart, właśnie otrzymał karę pieniężną w wysokości 35 000 USD za wyrażenie opinii, że może to być niebezpieczne.

Widocznym powodem zmiany reguły jest to, że mają nadzieję na zmniejszenie liczby mechaników w skrzyni podczas pit stopu.

Mam własne zdanie na temat tego, dlaczego jest to niewłaściwa rzecz. Na początku lat osiemdziesiątych inżynierowie Lancia, pracujący jako załoga serwisowa w samochodzie Lancia 037 Grupa B, opracowali klucz, który był zasadniczo wieloma przedłużaczami o równej długości z gniazdami magnetycznymi na końcu. Klucz „napędowy” działałby w przeciwnym kierunku do wymaganego i obracał centralną zębatkę, aby napędzać każde gniazdo w tym samym czasie. Oznaczało to, że wszystkie nakrętki oczkowe mogą być usunięte i zamontowane przez jednego mechanika.

Oczywistą alternatywą jest pojedyncza nakrętka centralna w stylu F1 na dużym wrzecionie.

Wydaje się, że NASCAR zignorowało to rozwiązanie techniczne i po prostu zmieniło zasady, aby zezwolić na to, co osobiście nazwałbym niepoprawnie zamontowanymi kołami.

Teraz osobiście użyłem samochodu z jedną nakrętką zdjętą z każdego koła po tym, jak ktoś próbował ukraść moje koła, usunąłem wszystkie oprócz nakrętki zabezpieczającej z jednego koła i oczywiście zabrałem je ze sobą. Zrobiono to tylko po to, aby samochód do domu został zastąpiony brakującymi nakrętkami.

Widziałem także uszkodzenia, które można wyrządzić kołu z nieprawidłowo zamontowaną nakrętką ustalającą, ponieważ Viper wykonał jedno pełne okrążenie Silverstone z nieprawidłowo zamontowanym przednim kołem. Kiedy wrócił do dołów, koło było pełne wiórów i znacznie uszkodzone.

Moje pytanie brzmi więc; czy uważasz, że bezpiecznie jest używać samochodu z brakującymi nakrętkami kół / nakrętkami kół?

(Każdy zawodowo zaangażowany w NASCAR prawdopodobnie nie powinien odpowiedzieć na to pytanie z obawy, że dostanie grzywnę).

EDYTOWAĆ

Jak sugerowano, aby wyjaśnić, co rozumiem przez „czy to jest bezpieczne?”

Zastanawiałem się, czy istnieją jakieś obliczenia inżynierskie, które można zastosować do różnych konfiguracji nakrętek? Czy prawdopodobnie wystąpią zwiększone awarie w konfiguracji ze zmniejszoną nakrętką występu? Czy były na to studia przypadków?

Nie chcę tylko opinii „Och, myślę, że będzie dobrze”. lub „Och, nie sądzę, że to dobry pomysł”.

Po prostu nie, nie jest to bezpieczne. Jeśli specyfikacje producentów samochodów mówią 5 kołków, to dlatego, że odrobili pracę domową na zaangażowanych siłach. Pomyśl o najgorszym przypadku: gwałtownym hamowaniu podczas gwałtownego skręcania na nierównej powierzchni. Masa samochodu, działająca pod ostrym kątem do obręczy, spada na występy kół z siłą g proporcjonalną do opóźnienia x masy. Jeśli koło znajduje się w punkcie, w którym dwa brakujące kołki są wyrównane w pionie, cała ta siła jest przenoszona przez pojedynczy występ po lewej stronie osi koła - przepis na zrywane gwinty, kołyszące się koła i podczas wyścigu: obrażenia lub gorzej.

Ta „decyzja” jest śmiertelna.

Pod względem matematycznym koło ma teraz 3/5 wytrzymałości, a do każdego kołka przyłożone jest 5/3 obciążenia. W ogóle nie jest bezpieczny.

Inżynierowie zwykle projektują części tak, aby wytrzymywały większe obciążenia, niż są w rzeczywistości spodziewane. Jest to znane jako „czynnik bezpieczeństwa” i zapewnia, że ​​części nie ulegną awarii, gdy wystąpią okoliczności łagodzące, w których produkt jest poddawany naprężeniom wykraczającym poza rozważane obliczenia projektowe. Biorąc pod uwagę, że NASCAR jest bardzo specyficznym rodzajem wyścigów z (przypuszczalnie) dobrze zrozumiałymi przypadkami obciążeń i tonami danych telemetrycznych, rozsądnie jest założyć, że mogą one osiągać niższe FOS niż ty (amator bez milionów do wydania na badania i rozwój i bez setek inżynierów oraz analityków danych personelu) lub typowych producentów (którzy muszą uwzględniać warunki użytkowania przez różne osoby, do różnych celów, w różnych środowiskach na całym świecie) normalnie na to zezwalają.

Na przykład, powiedzmy, że pojedynczy kołek ma wytrzymałość na ścinanie 160ksi. Jeśli mamy pięć kołków i zakładamy idealnie równomierny rozkład obciążenia (dla uproszczenia weźmiemy pod uwagę tylko kołki i tylko moment obrotowy kół, co ponownie zakładamy, że przykłada tylko obciążenie ścinające), niż nasz wzór pięciu kołków jest w stanie znieść do 800ksi całkowitego obciążenia przed awarią.

Teraz, jeśli wiemy, że projektant zastosował FOS o wartości 4, oznacza to, że projekt jest w stanie wytrzymać 4-krotność normalnego oczekiwanego obciążenia, więc jeśli podzielimy 800 ksi przez 4, możemy ustalić, że oczekiwane całkowite normalne obciążenie wynosi 200 ksi.

Teoretycznie powinniśmy zatem, w normalnych spodziewanych warunkach, być w stanie „bezpiecznie” poradzić sobie z tym obciążeniem za pomocą tylko 2 kołków (200/2 to 100, czyli mniej niż 160).

Na koniec kilka rzeczy do rozważenia przed wyrzuceniem połowy orzechów: P

Po pierwsze, my (ty i ja) nie wiemy, jakie są oryginalne obciążenia lub jaki jest zaprojektowany numer FOS - nie jest to coś w arkuszach specyfikacji i nie wiesz, czy było to 1,5, 2, 4 lub 6 - więc bez wykonania wszystkich obliczeń w celu ustalenia normalnych obciążeń i wiedząc wszystko o projekcie, nie możemy obiektywnie stwierdzić, czy 1 lub 5 kolców jest „bezpieczne”.

Po drugie, samochody wyścigowe dość często mają dużo DUŻO niższy FOS niż samochody produkcyjne. To, co nazywacie „przekraczaniem granic”, jest jednym z powodów, dla których rzeczy łamią się w samochodach wyścigowych znacznie częściej i znacznie inaczej niż w samochodach seryjnych. Tak więc tam, gdzie normalny samochód produkcyjny może mieć współczynnik FOS równy 5, samochód wyścigowy może pracować przy 1,5 - pozwalając im na usunięcie większej ilości materiału i oszczędność masy (lub w tym przypadku czasu), przy czym kompromis jest mniejszy margines błędu i większe ryzyko zepsucia czegoś.