F1赛车好开吗(从时速400到彻底停下需要多久?4秒,F1是怎么做到的?)
更新时间:2022-10-18 21:51:43一辆以时速400公里高速行驶的汽车,忽然想要停下来,那么从踩下刹车,到车辆彻底停下,需要多久呢?你可能对这个问题没有概念,因为普通的汽车是开不到时速400公里的。
虽然开不到时速400公里,但铆足了劲开到时速100公里还是做得到的,那么一辆时速100公里的汽车从紧急制动到彻底停下需要多久呢?这涉及到很多方面的因素,比如天气、风力、车型等等,不过粗略来讲,差不多需要个4、5秒钟。从时速100公里到彻底停下就需要4、5秒钟的时间,那么时速在300-400公里的F1方程式赛车,刹车需要多久呢?其实也是4秒,这是怎么做到的?说到F1赛车,我们马上想到的就是它的速度以及加速能力,一个好的车手很容易就能够在5秒钟之内将赛车的速度提高到时速200公里,但你可能不知道,F1的刹车能力和它的提速能力一样优秀,而且可能还更优秀。
F1的刹车能力是如何做到如此优秀的?无论是F1也好、普通汽车也罢,哪怕是自行车,它的制动能力都取决于它的刹车系统。
以自行车为例,碟刹的制动能力就要远超传统的刹车系统,以至于本人在第一次骑碟刹自行车的时候,直接被甩了出去,要不是因为练过,恐怕就没有机会和大家在这里讨论F1是如何制动的了。
自行车优秀的刹车能力是源于它的碟刹系统,而F1优秀的制动能力同样取决于它的刹车盘。普通汽车不也是刹车盘吗?的确,无论是普通汽车,还是F1赛车都是使用刹车盘来进行制动,而关键就在于F1的刹车盘与普通汽车大不相同。
说到盘式刹车,原理其实非常简单,就是用卡钳夹住刹车盘,利用摩擦力来使车辆停止运动。
既然原理如此简单,难道是因为F1的卡钳比普通汽车的卡钳夹得更紧,所以摩擦力更大?并不是。无论是普通汽车,还是F1,卡钳的力度相差都是不大的,力度虽然相差不大,但个头却有着明显的区别,F1卡钳明显要比普通汽车大很多,卡钳变大了,接触面积自然也就更多了,所以摩擦力也就更大了,制动效果自然也就更强了。
那么,既然把卡钳加大就可以让制动更为有效,那么为何不将其应用于普通的汽车呢?问题并没有这么简单,这里面还涉及到了另外一个物理学问题,那就是能量的转化。卡钳夹住刹车盘就可以制动,而控制卡钳的就是我们脚下的刹车踏板。
当我们踩下刹车踏板之后,这股动能会通过液压系统传递给卡钳,于是卡钳夹紧了刹车盘,此时,这股动能已经传递到了刹车盘之上,但此时它不再以动能的形式存在,而是转化为了热能。
在制动之前,车辆的行驶速度越快、制动的时间越短,所产生的热量也就越大,对于普通的汽车而言,金属刹车盘就足以抵御制动过程中所产生的热能了,可如果我们继续缩短制动的时间,金属刹车盘就难以承受了。特别是像F1赛车,我们可以想象一下,在以时速300-400公里高速行驶的过程中,突然要在4秒钟之内彻底停下来,这需要多大的摩擦力?这股摩擦力又会产生多少热量?事实上,当F1赛车的卡钳夹住刹车盘的时候,会在瞬间产生上千度的高温,而随着一次次刹车,温度不断累加,普通的金属刹车盘是绝对无法承受的。
F1赛车的刹车盘是以一种特殊材料所制造的,这是一种碳-碳复合材料,直白一点来说就是两种不同类型的碳材料,这种材料不仅耐高温,而且还不会因为高温而发生膨胀。
虽然这种碳-碳复合材料具有很好的耐高温能力,但也承受不住反复的温度累积,所以除了材料之外,F1刹车盘的结构也是与众不同的,在F1刹车盘上布满了用于散热的小孔,而且还有专门的送风管道帮助刹车盘迅速冷却散热,只有尽快将热量散播出去,才能保证后续的有效制动。F1赛车的制动性能如此强劲,除了和刹车盘有关之外,整个刹车系统也是和普通汽车不一样的,它制动做产生的动能是可以任意分配的,车手可以自行调节,踩下刹车踏板后,多少动能分配给前轮,多少动能分配给后轮,以便满足不同情况下的制动需求。如此复杂的一套系统才使得F1拥有了绝佳的制动性能,如果放在普通汽车上,就实在是有点大材小用了。
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