Le 29 avril, 2001, Les responsables du CART (Championship Auto Racing Teams) ont annulé une course au Texas Motor Speedway parce que les pilotes ont eu des vertiges après seulement 10 tours. La combinaison de vitesses élevées et de virages serrés au Texas Motor Speedway produit des forces de près de 5 G dans les virages. Un G est la force de gravité de la Terre - c'est cette force qui détermine combien nous pesons. A 5 Gs, un conducteur subit une force égale à cinq fois son poids. Par exemple, lors d'un tour 5-G, il y a 60 à 70 livres de force tirant sa tête sur le côté. Voyons comment calculer combien de G une voiture tire dans un virage et comment ces voitures Champ peuvent rester sur la piste sous tant de force.
Calcul de la G-forces sur les pilotes est en fait assez simple. Il suffit de connaître le rayon des virages et la vitesse des voitures. Selon les faits sur la piste du Texas Motor Speedway, les virages sur la piste ont un rayon de 750 pieds (229 mètres). Pendant la pratique, les voitures tournaient à environ 230 milles à l'heure (370 km/h).
Quand une voiture fait un virage, il accélère tout le temps (c'est pourquoi, quand vous faites un tour dans votre propre voiture, vous sentez une force qui tire votre corps vers l'extérieur de la voiture). La quantité d'accélération est égale à la vitesse de la voiture au carré divisée par le rayon du virage :
Exécutons les nombres :
Comment la voiture peut-elle rester sur la piste sous ce genre de force ? C'est à cause des virages relevés.
Le Texas Motor Speedway a une inclinaison de 24 degrés dans les virages. La banque n'affecte pas vraiment la façon dont nous calculons les forces G sur le conducteur, mais sans le virage, les voitures ne pourraient jamais faire un virage aussi serré à 230 mph. Voyons comment la banque aide.
Si un Champ Car essayait de faire un virage à plat à 230 mph, il glisserait tout de suite hors de la piste parce qu'il n'a pas assez de traction. La traction est proportionnelle au poids des pneus (plus il y a de poids, plus il y a de traction). L'inclinaison d'un virage permet à certaines des forces G créées dans le virage d'augmenter le poids sur les pneus, augmentant la traction. Pour déterminer quelle partie du G ajoute du poids aux pneus, vous multipliez les forces G par le sinus du degré bancaire. Dans notre exemple :
Donc avec une banque à 24 degrés, 1,93 Gs ajoute du poids aux roues. En outre, une partie du 1 G de la gravité terrestre pèse également sur les pneus :1 G x cos24° =0,91 Gs. Ensemble, 2,84 Gs (ou 2,84 fois le poids de la voiture) appuient sur la voiture pendant le virage, l'aidant à rester sur la piste.
L'aérodynamisme de la voiture crée également des appui à 230 mph. Dans un avion, les ailes assurent la portance. Un Champ Car a des spoilers qui sont comme des ailes à l'envers, fournissant le contraire de la portance :l'appui. L'appui maintient la voiture collée à la piste avec une pression vers le bas fournie par les ailes avant et arrière, ainsi que par le corps lui-même. La quantité d'appui est incroyable - une fois que la voiture roule à 200 mph (322 km/h), il y a suffisamment d'appui sur la voiture pour qu'elle puisse adhérer au plafond d'un tunnel et rouler à l'envers ! Dans une course de rue, l'aérodynamisme a suffisamment d'aspiration pour soulever les couvercles des trous d'homme - avant la course, tous les couvercles de trous d'homme sont soudés pour éviter que cela ne se produise !
Entre l'appui et les forces G, bien plus de quatre fois le poids de la voiture maintient les pneus sur la piste lorsqu'elle contourne l'un de ces virages inclinés à 24 degrés à 230 mph.
Les pilotes subissent énormément de punitions sur une piste comme celle-ci. Ce niveau d'accélération est plus élevé que la plupart des gens n'ont jamais connu. Même la navette spatiale ne développe que 3 G lorsqu'elle décolle. Ce qui est encore plus étonnant, c'est combien de temps ces conducteurs tolèrent ce genre de force. Le Texas Motor Speedway mesure 2,4 km de long :le tronçon avant est de 2, 250 pieds (686 m) de long, et l'étirement du dos est 1, 330 pieds (405 m) de long. À 230 mph (337 f/s), les conducteurs mettent environ 6,5 secondes pour descendre le tronçon avant, puis ils sont claqués par près de 5 G de force pendant les 6,5 secondes suivantes alors qu'ils font le tour du virage. Il ne faut que 4 secondes environ pour parcourir le dos avant le prochain virage et encore 6,5 secondes de près de 5 G. Si la course prévue de 600 milles (966 km) avait eu lieu, les chauffeurs auraient fait des allers-retours entre 5 et presque zéro G au total 800 fois.
Publié à l'origine :10 mai 2001
