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​運動駕駛講堂 Part 4

​過彎理論基礎(上):彎道路線選取方針基礎

運動駕駛的本質是過彎技巧,因為它影響的不僅僅是通過彎道的速度,更是彎道後的直線上的速度——後者的差距形成的優勢,往往比前者更能決定圈速。

 

這一期我們就先說一說最基本的過彎線路理論:

最短路線VS幾何路線VS收放路線

 

在運動駕駛中,一切行為的終極目標都是:提升通過速度。這放在過彎話題上當然也是成立的。

 

時間=距離/速度,這是人盡皆知的公式了。由此可知,要想縮短過彎時間,無非兩個途徑:縮短距離和提升平均速度。

 

最先上場的是最短路線理論,也就是“內-內-內”線路。舉個例子:學校的跑道上,不管什麼人來跑,都一定是最內圈的用時最短,原因很簡單:最內圈的距離短啊!在賽道上,當彎道非常緩或者車速不夠快的時候,選擇最短路線以節約時間是一個基本常識。

 

緊貼內側過彎,確實追求到了最短距離,但別忘了輪胎的側向力是有極限的,麻煩來了:賽車過彎所需要的側向力根據公式F=mV²/r,是與車速的平方成正比,與彎道半徑成反比的。當車速提升卻仍然想要維持最短路線時,就必須降低速度才可以。而降低速度本身所帶來的負面影響,會超過短距離的正面影響,從而拖慢了整體過彎速度。這個時候,我們耳熟能詳的“外-內-外”線路就開始發揮它的優勢了!我們稱之為“幾何線路”。

 

以右圖(圖1)的直角彎為例,很明顯“外-內-外”幾何路線的半徑(黑色箭頭)要大於

彎道內側或者外側(其餘箭頭),理想的幾何路線可以取得最大的轉彎半徑。

這相比最初的“內-內-內”路線,過彎路程雖然更長了些,但有著明顯更大的轉

彎半徑,從而有更高的過彎速度。總有一個臨界速度之後,速度優勢會彌補距

離增長的劣勢,使過彎更快了。

 

這下條理就清楚了:

車速不夠快,應當選取“內-內-內”的最短線路

車速足夠快,應當選取“外-內-外”的幾何線路

車速不快也不慢,路線介於這兩者之間。

 

在運動駕駛中,以上說的車速指的就是車輛在入彎時能達到的極限車速。我可

沒有教你們強行降速走最短線路哦。最短線路是留給“車速不夠且無法更快”的

情境下使用的,例如用卡丁車跑F1賽道可能很多彎道就遵循最短線路原則。

 

這樣就結束了嗎?還早著呢!一開始我們就說過,過彎對於整個圈速的影響,

除了彎道本身,更是在於之後的直道!是什麼又決定了你在直道上面的勝負呢?

 

沒錯,出彎速度是決定直道的重中之重!

如下(圖3),試想一下,兩台加速能力一模一樣的車同時駛出彎道,但是出彎速度不一樣,那麼在之後的直道上面距離就會越拉越大,根本不是車手努努力可以追的回來的。上圖中兩台車出彎後都有無限長(足夠加速到極速)的直道距離,可以看到在達到極速前,他們的距離就是橙色陰影部分的面積,越拉越大。

 

既然出彎的速度那麼重要,看起來已經很完美的幾何路線還有優化的空間嗎?

 

當然!由於在任何速度下,賽車的制動性能都不弱於加速性能(高速情況下更是遠強於加速性能),更短的制動入彎距離和更長的加速出彎距離就更加能夠壓榨賽車的極限,也就是我們常說的“慢進快出”,我把這樣先緊後鬆的路線稱為“收放路線”。

 

可以看到(圖2),在幾何線路(實線)中,車輛在整個彎道中都保持相同的轉彎半徑(黑色箭頭)和最大側向力,直到出彎前都無法進行加速,而收放線路(虛線)的前半段由於更小的轉彎半徑(綠色和紅色箭頭),是慢於幾何線路的,到了後半段,因為更大的轉彎半徑(紫色箭頭)使輪胎極限有所冗餘,可以更加提前進行加速,把前半段落下的時間追回來,同時也大大提升了出彎速度。

 

前面說了,當速度夠快的時候,路線策略才從最短路線向幾何路線過渡,那什麼情況下才應該從幾何路線向收放路線過渡呢?

 

很明顯,收放線路是為了更好的加速出彎準備的,只有當車輛還有加速儲備的時候才適合。如果車輛過彎時已經接近極速,沒有什麼再加速能力,此時幾何路線是優於收放路線的。

 

總結一下今天的理論我們不難看出,即便是相同的賽道,不同車輛的最佳路線都是不同的。如果包含車手在內的其它因素不變的話,隨著車輛相對於彎道的極速和加速能力的提升(亦或是隨著彎道相比車輛速度逐漸變急),過彎路線的選擇標準依次由最短路徑-最大過彎半徑-最高出彎速度轉變。車手提升圈速的潛力,就隱藏在這每一處的取捨之中。

圖3
圖1
圖2