Fizika v dirkanju: G-pospešek - Kot na vlaku smrti - Avtomanija

Kot na vlaku smrti

Fizika v dirkanju: G-pospešek

Kot na vlaku smrti

01.07.2015 06:24

Naslednji vikend bo na hitri in tehnični stezi v Silverstonu znova veliko govora o tako imenovanih g-pospeških, ki med vožnjo pritiskajo na dirkačevo telo do skrajnih zmogljivosti. Gre za obremenitve, ki so za običajnega, netreniranega človeka že na meji izgube zavesti.

Artur Švarc

Da si bomo lažje predstavljali, o čem sploh govorimo, najprej nekaj fizikalne teorije. G-efekt, o katerem govorimo predvsem v letalstvu in avtomobilskem dirkanju, je posledica kombinacije sil pri pospeševanju in zemljine gravitacije, posredno pa vpliva tudi na težo telesa (ki je seveda nikakor ne smemo zamenjati z maso). Če teorijo prenesemo na dirkališče, to pomeni, da v zavoju zaradi centrifugalne sile, ki deluje iz osišča zavoja navzven, na dirkalnik in telo dirkača deluje pospešek, ki lahko za več kot petkrat preseže običajni zemljin gravitacijski pospešek (v tem primeru govorimo o 5g). Za dirkača to pomeni, da postane telo petkrat težje, da petkrat težje vrti volan, vratne mišice petkrat težje držijo glavo in čelado pokonci, srce pa se mora petkrat bolj namučiti, da spravi kri v glavo. Če torej želite preizkusiti, kako so obremenjene vratne mišice pri 5g, si na glavo namestite 24-kilogramsko utež in jo skušajte držati pokonci (v izogib poškodb sicer toplo priporočamo, da za začetek poskusite na primer z 2g in upoštevajte, da gre v zavoju za kratkotrajno obremenitev, ki pa se med dirko ponavlja kar uro in pol). Mejne vrednosti g-pospeška, ki ga človek še prenese, so sicer odvisne od številnih dejavnikov, predvsem od velikosti pospeška, njegovega trajanja, smeri v kateri deluje ter seveda tudi kondicije srca in ožilja. Simptomi, ki kažejo, da srce ne črpa več dovolj krvi v možgane, se pričnejo pri zamegljenem vidu, sledi popolna izguba vida in naposled še nezavest. Ameriška vojska je denimo opravila testiranja na svojih pilotih, ki so ob dolgotrajnejši izpostavitvi pospešku v centrifugi v povprečju padali v nezavest že pri 5,4g.

 

Dirkači imajo sicer nekoliko lažje delo, saj so izpostavljeni skoraj izključno horizontalnim pospeškom (vertikalne za razliko od pilotov izkusijo le tu in tam, denimo v slovitem zavoju Eau Rouge, kjer se steza v nekaj metrih močno dvigne). Poleg tega jim gre na roko tudi skoraj ležeč položaj sedenja z nekoliko dvignjenimi nogami, tako da ob običajnih kratkotrajnih obremenitvah z dotokom krvi v glavo nimajo težav. V formuli ena g-efekt povzročajo vzdolžne sile pri pospeševanjih in zaviranjih ter bočne oziroma centrifugalne sile pri vožnji skozi zavoj. Začnimo pri štartu, na katerem dirkalnik formule ena od 0 do 100 km/h oziroma 27,8 m/s pospeši v približno 1,7 sekunde. Če ti dve številki delimo in potem rezultat delimo še z gravitacijsko konstanto (zaokroženo 9,8 metra na kvadratno sekundo), dobimo podatek, da na dirkača pri štartu v sedež pritiska približno 1,7g. Tako enostaven je izračun g-efekta pri pospeševanju na ravnini. To je sicer obremenitev, ki dirkačem ne povzroča nobenih težav in tudi sicer je to sila, ki je človeškemu telesu še najbolj prijazna. Nekateri poizkusi so namreč pokazali, da naj bi povprečen, netreniran človek pospeševanje z 20g zdržal skoraj 10 sekund. Prava zabava se tako za dirkača začne v zavojih.

 

Drugi sektor v Silverstonu je pravi ''vlak smrti'', serija hitrih zavojev pa se začne z zavojem Copse, ki ga dirkači prevozijo v šesti prestavi s približno 280 km/h. Formula za izračun bočnega pospeška je nekoliko bolj zapletena, kvadrat hitrosti (v tem primeru torej 77,8 m/s na kvadrat) delimo z radiem zavoja (pri Copsu znaša 130 metrov). Rezultat delimo še z gravitacijo zemlje in dobimo podatek, da v tem zavoju na dirkačevo telo deluje skoraj 5g, ki se nato ponovi še v naslednji kombinaciji štirih zavojev. Kako to občutijo v kokpitu, pojasni nekdanji dirkač Red Bulla Mark Webber: ''To čutiš tako, da telo dobesedno stisne. V zavojih gre za bočne sile, tako da ti rebra, kolke in vrat stisne ob rob sedeža. Na to se moraš navaditi. Ta obremenitev se počasi stopnjuje vse do vrha zavoja,'' pravi Avstralec in dodaja, da je ob dobri psiho-fizični kondiciji potrebna predvsem kontrola dihanja. ''Pri takšnih obremenitvah je težko normalno dihati, še posebej v dolgih, hitrih zavojih. Včasih moraš tudi zadržati dih, kar te lahko oslabi. Moraš biti kar močan, da zdržiš,'' dodaja Webber. Splošna priporočila ob takšnih pospeških so, naj bo dihanje kratko in odsekano, s sunkovitimi izdihi, trebušne mišice pa napete, tako da pride čim več krvi v glavo. Včasih so si fizično nekoliko slabše pripravljeni dirkači na stezah, kot sta Barcelona in Silverstone, pomagali tako, da so na stranico kokpita namestili posebno oporo, na katero so v dolgih hitrih zavojih nekoliko naslonili čelado in tako razbremenili vratne mišice. Po tem je bil znan denimo Giancarlo Fisichella. Največji bočni pospešek sicer dirkači občutijo v Suzuki, v zavoju 130R, kjer se povzpne skoraj do 6g.

 

Ostane nam še tretja skupina g-pospeškov, ki pa v Silverstonu ni tako izrazita. Mnogo bolj so ji bili dirkači izpostavljeni na prejšnjih dveh dirkah, predvsem v Kanadi. Gre za pospeške, ki nastanejo ob močnih zaviranjih, dirkača pa pri tem stisne ob varnostni pas. Karbonske zavore omogočajo brutalna zaviranja, pri katerih pospešek ponavadi naraste na 4g, pri najbolj ekstremnih zaviranjih pa celo do 6g. ''Tu gre za popolnoma drugačen občutek. Na začetku močno pohodiš zavoro, tako da g-pospešek naenkrat močno naraste, vendar tudi hitro izgine,'' pojasnjuje Webber. Ko je leta 2007 takrat že 48 letni Martin Brundle preizkusil Williamsov dirkalnik, je razlagal, kako je imel med zaviranji občutek, da mu pljuča pritiskajo ob prsni koš, kar mu je povzročalo veliko težav pri dihanju. Sila pri močnem zaviranju je namreč za človeško telo precej bolj obremenjujoča kot tista pri pospeševanju, je pa nekdanji ameriški oficir John Stapp že leta 1954 dokazal, da lahko človek prenese tudi mnogo višje obremenitve pri pojemkih. Pri poskusih je bilo njegovo telo 1,1 sekunde izpostavljeno kar 25g, v nekem trenutku pa je dosegla 46g. Američan je po teh poskusih, pri katerih si je sicer trajno poškodoval vid, živel še naslednjih 45 let.

 

Obstajajo pa tudi sile in pospeški, na katere ne more biti pripravljen noben človek, naj si bo še tako natreniran in navajen velikih obremenitev. To so pospeški, ki nastanejo ob nesrečah, ko dirkalnik ob trku zelo hitro in na majhni razdalji izgubi ogromno hitrosti. Tako se je denimo na prostem treningu v Silverstonu leta 1977 Davidu Purleyu v Beckettsu zataknila stopalka za plin, trčenje pa je bilo tako brutalno, da naj bi sila g v nekem trenutku dosegla 179,8g. Njegov dirkalnik je pri trku iz 174 km/h do 0 km/h ustavilo na razdalji slabega metra. Utrpel je hude poškodbe nog, kolkov in medenice, a je kljub temu okreval in kasneje tudi še dirkal. Sploh največji pospešek, ki so ga uradno izmerili, pa je doživel in tudi preživel Kenny Bräck na dirki prvenstva IRL. Na zadnji dirki sezone 2003 se je zapletel s Tomasom Scheckterjem, pri trčenju v ograjo pa so namerili hipni pospešek neverjetnih 214g. Po številnih zlomih je okreval kar osemnajst mesecev, a se je tudi on vrnil na dirkališča.   

 

Čeprav okrog formule ena trenutno vlada precej čudna klima, pa si dirkači torej še vedno zaslužijo vso spoštovanje. Morda bo ob vseh teh podatkih nedeljska dirka, ne glede na razplet, vendarle nekoliko bolj zanimiva.

Za dodajanje komentarjev morate biti prijavljeni.
© Copyright 1999-2026 Avtomanija