问题

为什么赛车要使用光秃秃的轮胎?

回答
这可是个好问题!你说赛车轮胎“光秃秃的”,这其实是个很有趣的观察,也触及到了赛车运动中一个非常核心的原理:抓地力。

首先,咱们得弄清楚,为什么普通的家用车轮胎会有那些深深的纹路?那些花纹,主要是为了在湿滑路面上排开积水,防止车辆打滑。就像你的雨靴底下的纹路一样,能让你在泥泞地里站得更稳。

可赛车就不一样了,它们追求的是极致的速度和操控。在绝大多数赛道上,尤其是在干燥的天气里,路面情况和普通公路有很大不同。赛道通常非常干净,没有沙石、油污,而且沥青的配方也和普通公路不一样,是为了提供更好的摩擦。

所以,赛车手在干燥的赛道上,最需要的是什么?是最大程度的摩擦力。

这时候,“光秃秃”的轮胎,也就是我们常说的光头胎 (Slick Tire),就派上用场了。

想象一下,一块光滑的橡胶和另一块光滑的表面接触,是不是比有纹路的接触面积更大?没错!光头胎之所以把胎面做得那么平滑,就是为了最大化轮胎与赛道地面的接触面积。

为什么接触面积越大,抓地力就越强?

这涉及到一些物理学的道理:

压强与力的关系: 轮胎受到的车身重量,在接触面上会产生压强。当接触面积增大时,同样的力会分散到更大的面积上,但更重要的是,它能让橡胶更紧密地“抓住”地面的微观纹理。
黏着力(Adhesion): 即使在宏观上看,赛道地面和轮胎橡胶都是光滑的,但在微观层面,它们之间仍然存在着非常强的黏着力。你可以想象成两种胶水相互粘连,接触面积越大,粘合的“点”就越多,粘得就越牢。光头胎就是利用了这一点,让橡胶与赛道之间产生极高的黏着力。
剪切力(Shear Force): 在车辆加速、刹车和转向时,轮胎需要承受巨大的剪切力。抓地力,本质上就是轮胎抵抗这种剪切力的能力。更大的接触面积意味着轮胎橡胶能够更有效地传递这些力量到地面,从而实现更快的加速、更猛的刹车和更精准的转向。

具体来说,光头胎能给赛车带来哪些好处?

1. 惊人的抓地力: 这是最直接的好处。有了光头胎,赛车在起步时能把发动机的动力更有效地传递到地面,实现惊人的加速。在弯道中,它能让赛车以更高的速度过弯,而不会失控。在刹车时,它也能让赛车更快地减速。
2. 更高的过弯速度: 抓地力是决定过弯速度的关键。车手可以更晚刹车,更早加油,以更高的速度冲过弯心。这在比赛中能节省大量时间。
3. 更快的直线速度: 虽然光头胎本身对风阻的影响不是决定性的,但它提供的强大抓地力允许赛车在出弯时更快地加速,从而在直道上获得更高的平均速度。
4. 更稳定的操控: 强大的抓地力也意味着轮胎能更稳定地响应车手的操控指令。转向、变道都变得更加直接和可预测。

当然,光头胎也不是万能的,它也有自己的“缺点”:

极其怕水: 正如我们前面提到的,普通轮胎的纹路是为了排水。光头胎完全没有这些纹路,一旦遇到雨水,轮胎和地面之间就会被水膜隔开,几乎没有抓地力,就像踩在冰上一样。所以,在下雨天,赛车会换上带有花纹的“雨胎”。
磨损快: 光头胎为了追求极致的抓地力,通常采用非常软的橡胶配方。这种软橡胶在与粗糙的赛道表面摩擦时,磨损速度会非常快。这也是为什么赛车手需要根据比赛策略,选择不同配方(硬度、软度)的光头胎,并进行轮胎更换(Pit Stop)。
对路面温度要求高: 光头胎需要达到一定的温度才能发挥出最佳性能。在比赛初期,或者刚换完轮胎的时候,轮胎可能还没有“进入状态”,抓地力会受到影响。

赛车运动中的轮胎策略:

正是因为光头胎的这些特性,赛车轮胎的选择和更换策略成为了比赛中非常重要的一部分。

不同配方: 不同的比赛规则会允许使用不同硬度(例如,一级方程式有多种配方,从最硬的“硬胎”到最软的“软胎”和“极软胎”)的光头胎。软胎抓地力更好,但磨损更快;硬胎磨损慢,但抓地力稍逊。车队会根据赛道特点、比赛时长、对手情况来选择使用哪种配方的轮胎,以及什么时候进行更换。
雨胎: 在赛道潮湿或下雨时,必须换上带有深层花纹的雨胎,以保证基本的抓地力。雨胎也有不同的类型,例如“浅雨胎”和“全雨胎”,分别应对不同程度的湿滑路面。

所以,下次你看到赛车轮胎“光溜溜”的时候,就知道这是为了在干燥赛道上榨干每一分抓地力,让赛车跑得更快、更稳。那不是偷工减料,而是一种追求极致性能的工程选择!

网友意见

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其实这种轮胎被称为光头胎,胎面上完全无任何花纹,能得到最大的接地面,反而在干燥路面上的抓地力非常大,能牢牢的咬住路面。

光头胎随着跟路面摩擦,胎面的升温让自身融化至凝胶状态,俗称“脱胶”, 软化后的胎质具有很强的粘附力,能提供赛车极佳的干地抓地力,可说是热熔胎的进阶版。在比赛时,光头胎拥有良好的极限过弯能力和循迹性能,能帮助车手跑出更快的圈速时间。因为这需要光头胎达到一定的温度才能实现,所以在比赛前车手都会进行“暖胎”。

实际上,厂商还会根据场地的气候条件使用不同的胶料配方。极软胎常用于起伏很大的赛道或10℃-30℃的地面温度赛道。软胎常用于20℃左右的场地。适中胎抓地力与耐用度平衡,适合湿热气候且20℃-35℃的砂质地面。如果是干热气候或35℃以上的砂质地面,就需要硬胎了。

光头胎只能用于赛道赛车,是严禁在一般道路上使用的,因为在湿地上光头胎毫无抓地力,只有打滑的份。即使是干地,也要达到90℃-110℃的工作温度后才有抓地力,一般道路上很难有条件达成。

当然,由于赛场上的激烈狂飙,几圈下来轮胎就寿终正寝了。这也是为何F1中赛车要频繁进入PIT区更换轮胎。另一方面国际汽联为提高安全性、降低车速,从1998年开始强制要求一级方程式赛车中必须使用带有凹槽的轮胎,光头胎被有直纹沟槽的轮胎取代。

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