La scienza degli sport motoristici

I corridori incontrano la definizione di scienziato

Vedi tutte le 12 fotoBob BolleswriterMay 9, 2007

Ciò che descrive una persona è direttamente correlato al suo modo di fare. Nelle corse, tutti noi pensiamo, agiamo e lavoriamo in un modo che risponde alla definizione di “ricerca scientifica”. Detto questo, possiamo essere definiti scienziati. Questo non è un tratto dell’immaginazione, solo una valutazione onesta di ciò che facciamo.

Nessuno ha mai detto che per essere uno scienziato occorreva una laurea o, in realtà, un’istruzione. Thomas Edison, uno dei più grandi scienziati e inventori americani, non aveva certo una laurea. Nemmeno Benjamin Franklin, Alexander Graham Bell, o, per quel che conta, il nostro scienziato astuto, Smokey Yunick. Un vero scienziato, con o senza laurea, è uno che fa ricerca scientifica e trova risposte ai fenomeni osservati.

Ricordate che molte nuove parti di auto da corsa e miglioramenti di quelle esistenti sono nati dal desiderio dei corridori di tutti i giorni di migliorare il pacchetto corse. Se non fosse stato per le corse organizzate, non avremmo goduto di molti dei progetti avanzati delle sospensioni e dei sistemi motore migliorati che ora sono incorporati nella moderna autovettura.

L’iniezione del carburante, i freni a disco, i sistemi di sospensione indipendenti, gli ammortizzatori regolabili, i sistemi di servosterzo e soprattutto i sistemi di sicurezza hanno tutti beneficiato, nel loro perfezionamento, dei dati accumulati durante il processo di gara. Stiamo ancora imparando a migliorare il veicolo a motore osservando e adattandoci alle condizioni incontrate durante le corse.

Vedi tutte le 12 foto

Il cosiddetto metodo scientifico (SM) è un processo utilizzato dagli scienziati per studiare le aree del nostro ambiente. Le auto da corsa sono un oggetto di interesse per chi fa parte della squadra di corsa, e noi abbiamo un forte desiderio di trovare il modo di far funzionare meglio le nostre auto e di andare più veloci.

Ecco come definiamo e applichiamo comunemente l’SM alle corse. Nella maggior parte delle definizioni, il metodo scientifico prevede le seguenti cinque fasi.

1. Noi osserviamo e descriviamo un’occorrenza o una tendenza (ad es.

2. Definiamo ulteriormente il problema scoprendo esattamente cosa sta succedendo. “La condizione di ristrettezza inizia all’ingresso della curva e peggiora nel mezzo. Le temperature dei pneumatici mostrano un pneumatico anteriore destro sovraffaticato”.

3. Poi formuliamo diverse ipotesi o teorie sul perché questo stia accadendo. “La geometria anteriore è progettata male, l’allineamento è disallineato, i freni anteriori possono avere una presa maggiore rispetto a quelli posteriori, o l’auto potrebbe avere un peso trasversale eccessivo”.

4. Poi eseguiamo una serie di esperimenti per tentare di isolare il problema da una o più teorie. Per prima cosa controlliamo la posizione del centro del momento, la presenza di Ackermann, il bumpsteer, e il cambio di campanatura in eccesso, e lo regoliamo come necessario. Poi procediamo a riallineare l’auto, a regolare il bias dei freni, e poi a regolare la percentuale di peso trasversale in quest’ordine.

Vedi tutte le 12 foto

5. Quindi formuliamo una conclusione una volta che abbiamo sperimentato e isolato la/e fonte/i effettiva/e del problema. “Una volta che abbiamo allineato la macchina, è stato molto meglio. Abbiamo ancora lavorato per migliorare le altre teorie e abbiamo scoperto che potevamo usare un po’ più di bias dei freni posteriori, e abbiamo anche scoperto che in realtà eravamo un po’ a corto di peso trasversale una volta raddrizzato il problema dell’allineamento”.

Ti suona familiare? Certo che sì. Tutti noi affrontiamo questo processo continuamente, non solo con le nostre configurazioni, ma anche con problemi al motore e alla trasmissione. Ci comportiamo e ci comportiamo esattamente come uno scienziato. Anche se non vogliamo essere conosciuti come scienziati, dobbiamo superarlo e capire quanto sia significativo il nostro contributo alla comunità automobilistica.

Sir Karl Popper era un filosofo della scienza che si dice abbia risolto l’enigma del metodo scientifico. Ha fatto questa affermazione, che può essere applicata al pilota o all’ingegnere che pensa di “sapere tutto”: “La visione sbagliata della scienza si tradisce nella brama di avere ragione; perché non è il suo possesso della conoscenza, della verità inconfutabile, che fa l’uomo di scienza, ma la sua persistente e sconsiderata ricerca critica della verità”.

Com’è profondo.

Se voi o la persona che guida il vostro team rifiutate l’input scientifico e insistete sempre per avere ragione, potreste aver raggiunto il limite dell’avanzamento nello sviluppo del team. I corridori di maggior successo sono sempre aperti a nuove idee, non importa quale sia la fonte. Le squadre vincenti cercano le verità e le squadre perdenti o cercano ciò che le squadre vincenti hanno scoperto o rimangono stagnanti perché “sanno già tutto”.

Articolo molto interessante
Come costruire gocce di tensione affidabili, potenti e poco costose, Parte 1: Resistori - Quando meno è più

Nella ricerca della verità nella scienza delle corse, dobbiamo mettere da parte il nostro ego e capire che possiamo, e spesso lo faremo, sbagliare nella ricerca di una macchina da corsa migliore. Non tutte le teorie si presenteranno come miglioramenti, ma tutte le sperimentazioni ci insegnano qualcosa, anche se è solo il fatto che non dobbiamo andare di nuovo in una certa direzione.

La parola fallimento non dovrebbe mai essere usata per descrivere un esperimento che non produce i risultati desiderati. Noi riusciamo ad aumentare la conoscenza qualunque sia il risultato della nostra sperimentazione.

Ora che sappiamo un po’ di più su chi siamo veramente, diamo un’occhiata a come ognuna di queste aree della scienza naturale viene applicata alle nostre auto da corsa.

Questa è una scienza in cui lavoriamo con la materia e l’energia e le loro interazioni nel campo della meccanica. Lavoriamo con la fisica, per esempio, ogni volta che cambiamo i rapporti di trasmissione o l’allineamento dell’albero motore delle nostre auto. Stiamo cambiando il vantaggio meccanico del motore nel suo rapporto con l’accelerazione dell’auto. Seguiamo l’SM nel determinare il corretto rapporto di trasmissione per la nostra auto in un determinato circuito.

Vedi tutte le 12 foto

La fisica viene applicata anche nella messa a punto del nostro motore per la massima potenza o nell’ottimizzazione della curva di coppia. Osserviamo quanto velocemente acceleriamo lungo il rettilineo e confrontiamo i nostri tempi con quelli della concorrenza. Se siamo carenti, lavoriamo per migliorare.

La regolazione della polarizzazione dei freni tramite un sistema meccanico a leva o l’installazione di cilindri principali con diametri diversi è un buon esempio di come le leggi della fisica possano adattare le nostre auto da corsa alle forze di decelerazione.

Impostazioni come bumpsteer, roll steer e Ackermann possono rovinare una combinazione di molle e centro del momento altrimenti grande se non sono corrette. Per valutare la geometria delle nostre sospensioni utilizziamo diversi strumenti, come gli strumenti di allineamento laser, gli indicatori del battistrada e i programmi computerizzati per le corse, per valutare la nostra geometria delle sospensioni.

Vedi tutte le 12 foto

Questo è un ramo dell’ingegneria meccanica in cui ci occupiamo delle forze e di come queste agiscono su un oggetto, o un’auto da corsa nel nostro esempio, e di come l’oggetto reagisce a tali forze. La nostra ricerca di prestazioni più elevate deve implicare lo studio della dinamica e di come la nostra auto è in grado di conformarsi alle varie forze che incontra giro dopo giro.

Il nostro primo obiettivo è quello di impostare la vettura in modo che sia correttamente allineata e dinamicamente equilibrata. Poiché le forze longitudinali (in frenata e in accelerazione) e laterali (che si verificano principalmente a metà curva) influenzano la macchina, studiamo come la macchina reagisce in modo da poter ridurre al minimo le caratteristiche indesiderate. Queste includono l’immersione in eccesso in entrata e lo squat in uscita, il cambio dinamico della campanatura e la distribuzione del peso ineguale e imprevedibile sui quattro pneumatici.

Abbiamo strumenti che possiamo utilizzare per studiare esattamente ciò che potrebbe influenzare la nostra auto da corsa. Questi strumenti includono misuratori di temperatura dei pneumatici, manometri, misuratori di pressione, misuratori di profondità del battistrada, indicatori di corsa d’urto e fino all’acquisizione dei dati. Di uguale utilità sono i programmi per computer che ci dicono la nostra posizione del centro del momento e le caratteristiche del cambio di campanatura, nonché l’equilibrio dinamico dell’auto.

Lavoriamo continuamente per migliorare le condizioni dinamiche delle nostre auto da corsa per garantire che i quattro pneumatici lavorino il più possibile. Poi saremo il più veloce possibile in relazione ai limiti delle gomme, alle condizioni della pista e alla potenza disponibile.

L’aerodinamica è una branca della dinamica di gara che si occupa del movimento dell’aria attraverso il corpo dell’auto da corsa e delle pressioni esercitate su di esso mentre l’auto è in movimento. Ora sappiamo molto di più su come l’aerodinamica crea la deportanza. Utilizziamo questa conoscenza per costruire le nostre auto in modo da poter sfruttare le maggiori quantità di deportanza per aggiungere carico alle gomme senza aggiungere peso all’auto.

Le auto di serie raggiungono spesso i 100 mph, anche sui circuiti più brevi. Anche al limite di velocità legale di 70 mph in autostrada, possiamo infilare la mano fuori dal finestrino e sentire la forza tremenda della corsa dell’aria. Quando imbrigliamo questa forza, miglioriamo il modo in cui le nostre auto aderiscono alla superficie della pista.

Articolo molto interessante
Aggiornamento dell'accensione - 3, 2, 1, Accensione

La termodinamica è un’area della fisica che si occupa dell’azione meccanica o delle relazioni di calore. Smokey ha sviluppato un grado estremamente elevato di conoscenza della termodinamica e potrebbe conversare con i migliori dottori di ricerca in circolazione. Ha contribuito a sviluppare metodi e tecnologie avanzate relative al motore a combustione interna all’interno di un piccolo e sottofinanziato negozio a Daytona Beach, in Florida. È stato definito il suo “santuario interiore” perché quando era in missione, è stato completamente assorbito dal lavoro. Forse non troveremo mai un esempio migliore di scienziato delle corse.

Il motore da corsa, come ho imparato nella mia classe di termodinamica, è semplicemente un dispositivo di scambio termico che converte il calore in energia. Quanto più efficacemente possiamo causare questo scambio, tanto più energia possiamo produrre, che si misura nei nostri motori come potenza e coppia. Quando sintonizziamo il tempo di anticipo della scintilla o il rapporto aria/benzina del carburatore, affiniamo il processo di scambio termico.

Vedi tutte le 12 foto

All’esterno del vano motore, anche i freni sono generatori di calore. I freni delle nostre auto convertono l’energia in calore per aiutare a fermare la macchina. Un calore eccessivo non è auspicabile e può causare il guasto dei freni. Il sistema frenante a disco è stato incorporato in molti progetti di auto da corsa per superare le carenze dei vecchi sistemi frenanti a tamburo di produzione.

Vedi tutte le 12 foto

Insieme a questo cambiamento, abbiamo sviluppato composti migliori per l’uso nelle nostre pastiglie dei freni e migliorato il design dei rotori che sopportano il calore e l’usura elevati e sono progettati per aiutare lo scarico del calore dalle pastiglie. I corridori hanno inventato sistemi di raffreddamento del liquido dei freni che ricircolano e raffreddano il fluido. Lungo il percorso, ci sono stati ulteriori sviluppi per produrre fluidi per freni più resistenti al calore.

Le prestazioni dei pneumatici comportano anche il calore. Le gomme traggono vantaggio dal calore, in modo che possano essere più conformi alla pista. Senza il calore, le varie mescole interne non funzionerebbero per ammorbidire la gomma e contribuirebbero a far aderire il pneumatico alla pista. Quindi leggiamo il calore nei pneumatici e utilizziamo questi dati per capire l’efficienza del pneumatico. Apportiamo modifiche all’assetto, alla geometria e alla pressione dell’aria in gran parte sulla base di queste letture del calore del pneumatico.

Un altro ramo della scienza si occupa delle applicazioni pratiche di un liquido in movimento. La nostra auto da corsa ha diversi sistemi idraulici. L’acqua fluisce al motore attraverso la pompa dell’acqua, poi esce al radiatore e torna indietro. L’olio fluisce dalla coppa dell’olio o dal serbatoio ai cuscinetti, ai pistoni, alle valvole e così via, poi attraverso un radiatore e di nuovo al motore. I fluidi dei freni fluiscono anche dal cilindro maestro al cilindro schiavo, o pinze dei freni, e assorbono il calore e l’umidità, che influisce su quel sistema.

Nel corso degli anni sono state fatte molte ricerche per migliorare il raffreddamento dei nostri motori, la lubrificazione del motore e l’efficienza e la longevità dei nostri sistemi frenanti. Quando modifichiamo i nostri radiatori, sviluppiamo Water Wetter (liquidi che riducono il calore che possono essere miscelati con il liquido di raffreddamento), o regoliamo la portata del liquido di raffreddamento attraverso il radiatore e il motore, stiamo sperimentando nel campo della scienza noto come idraulica.

Si tratta di una scienza che si occupa della composizione, della struttura e delle proprietà delle sostanze e delle trasformazioni che subiscono. La chimica nelle corse? Non c’è modo che la corsa coinvolga la chimica, o no? Quando i produttori di componenti per le corse sviluppano leghe migliori per le parti in alluminio, o migliorano le pastiglie dei freni, o inventano materiali più resistenti al fuoco da usare nelle nostre tute di guida, o, per quel che conta, migliori trattamenti dei pneumatici, la scienza della chimica gioca un ruolo importante nel processo.

Le aziende produttrici di freni propongono continuamente componenti frenanti migliorati, in particolare pastiglie per freni. L’aumento delle prestazioni è il risultato diretto dell’alterazione della composizione chimica del materiale delle pastiglie in base alle reali esigenze dei corridori. La composizione della pastiglia e il processo complessivo di produzione dei componenti delle pastiglie dei freni comporta l’analisi del processo chimico.

Gli oli per motori e gli additivi per oli sono migliorati come risultato diretto della ricerca chimica utilizzando nuovi ingredienti che forniscono una migliore lubrificazione, che ridurrà il riscaldamento e l’usura delle parti metalliche. I rivestimenti sono trattamenti chimici dei metalli che contribuiscono a far sì che le parti mobili dei nostri motori, trasmissioni e differenziali producano meno attrito e calore. Una volta ridotto l’attrito, si riduce la quantità di cavalli del motore necessari per far girare quelle parti, e più cavalli saranno disponibili alle ruote posteriori per accelerare l’auto.

Articolo molto interessante
Perfetta ristrutturazione del cruscotto e del pannello della porta

Vedi tutte le 12 foto

Quasi ogni squadra possiede un proprio computer dedicato o ha accesso ai computer. Le squadre usano il computer per molti compiti diversi che aiutano a migliorare i loro sforzi nelle corse. Dalla partecipazione alla bacheca dei messaggi sul Web al salvataggio dei dati sui setup, una squadra ha ora accesso a un mondo di conoscenze e strumenti utili che diversi anni fa non erano disponibili.

Se ho una domanda, tutto quello che devo fare è collegarmi a uno dei tanti forum World-Wide-Wide-Web gestiti da società di corse e appassionati di corse, presentare la mia domanda, e poi aspettare che qualcuno mi offra un consiglio.

Se ho bisogno di saperne di più su una particolare routine o su un particolare apparecchio, posso cercare sul Web, che ha migliaia di link che mi portano alle informazioni di cui ho bisogno. Posso scaricare software o individuare le aziende che vendono software per computer che mi aiuteranno a gestire la mia squadra, a simulare i miei setup e a riprogettare la mia auto da corsa.

Vedi tutte le 12 foto

Con il mio computer posso stare al passo con i cambiamenti nel settore delle corse. Questo significa scoprire chi sta vincendo, dove le serie saranno in gara e quali nuovi pezzi sono in uscita. Significa anche accedere alle liste delle scuole di tecnologia da corsa e imparare nuove e migliori tecniche per la messa a punto della mia auto da corsa.

Internet ha aperto il mondo delle corse come mai prima d’ora. Il fatto che sia quasi istantaneo nella diffusione di notizie e tecnologia rende questo mezzo di comunicazione un must per tutti coloro che si occupano di corse.

Forse il più grande salto tecnologico che abbiamo sperimentato negli sport motoristici è nel campo della sicurezza. I piloti possono ora correre più comodamente sapendo che il loro corpo può resistere alle forze di un impatto in modo più efficiente. La scienza degli sport motoristici ci ha aiutato a capire la natura delle forze e come possiamo proteggere il pilota dagli effetti negativi di tali forze.

Molte ricerche hanno riguardato lo sviluppo di sedili più sicuri, di migliori cinture di sicurezza e di cinture di sicurezza per la testa e il collo, di barriere più sicure, di tute e accessori più resistenti al fuoco, e così via. La lista continua, ma siamo tutti d’accordo sul fatto che il nostro sport è oggi più sicuro che mai grazie allo scienziato degli sport motoristici.

Vedi tutte le 12 foto

Ormai dovreste essere giunti alla conclusione che ciò che facciamo e come lo facciamo, per non parlare del livello di successo che abbiamo dimostrato negli anni nelle nostre scoperte, ci rende, per atto e per definizione, scienziati. I corridori hanno fatto tanto bene con meno risorse quanto qualsiasi altro gruppo di ricerca probabilmente nella storia dell’umanità.

E l’unico motivo per cui abbiamo avuto tanto successo è che i corridori non sono vincolati da restrizioni o linee guida autoimposte. Le organizzazioni di ricerca nate dal sistema di istruzione superiore possono essere soffocanti per quanto riguarda il modo in cui gli individui sono autorizzati a procedere nella loro ricerca. I corridori non conoscono tali limiti.

La competizione è il catalizzatore del successo. Siamo tutti spinti da un intenso desiderio di migliorare il nostro prodotto, e il numero di ricercatori nel mondo delle corse significa che tutto questo sforzo che coinvolge la scienza delle corse si muove ad un ritmo veloce e fornisce risultati che gli scienziati formali troverebbero molto impressionanti.

Per trovare gli scienziati di maggior successo sulla terra, basta guardare il pilota di tutti i giorni e rendersi conto che è lui o lei che si esibisce davvero, laurea accademica o meno. I molti altri scienziati impegnati nella nostra società farebbero bene a studiare le abitudini di lavoro e i risultati degli uomini e delle donne che gareggiano.

Gratis Preventivo gratuito da un Rivenditore locale

e-mail newsletter

Notizie sulle auto, recensioni e altro ancora!

SEGNARE UP https:\www.hotrod.com\uploads\sites\2007\05\ctrp-0707-pl-racing-science-body-diagram.jpg

Lascia un commento