Die 60-Fuß-Zeit: warum die ersten 18 Meter über einen Lauf entscheiden

Auf einer Dragstrecke sitzt die erste Zeitmessschranke 60 Fuß bzw. 18.29 Meter vom Start entfernt. Das sind 4.5% der 1,320 Fuß bis zum Ziel, daher wirkt sie auf dem Zeitzettel wie eine Nebenlinie. Sie ist die nützlichste, um einen Start zu beurteilen, weil sie fast ausschließlich Traktion misst und fast nichts anderes. Dieser Beitrag rechnet eine 60-Fuß-Zeit in eine Beschleunigung um und untersucht dann, warum sich ein Verlust dort so schwer aufholen lässt. Der Beitrag zu Zeit-Slips behandelt die anderen Linien.

Von einer 60-Fuß-Zeit zu einer Beschleunigung

Behandle den Start als konstante Beschleunigung aus dem Stand. Das ist eine Näherung, denn die reale Beschleunigung ändert sich mit jedem Gangwechsel und jedem Schwanken der Haftung, aber über 60 Fuß ist sie nah genug, um Starts zu vergleichen. Für die Strecke gilt d = ½ × a × t², also ist die mittlere Beschleunigung a = 2d ÷ t². Die Geschwindigkeit an der Messschranke ist, wenn die Beschleunigung wirklich konstant wäre, das Doppelte der mittleren Geschwindigkeit: v = 2d ÷ t.

Nimm d = 60 ft und g = 32.17 ft/s². Ein Start von 2.00 s ergibt a = 120 ÷ 4.00 = 30.0 ft/s², das sind 0.93 g, und v = 120 ÷ 2.00 = 60 ft/s, etwa 41 mph. Die anderen Zeilen folgen auf dieselbe Weise:

Die Zeilen 2.44 s und 2.80 s sind die haftungsbegrenzten bzw. durchdrehenden Starts, die berechnet werden in dem Beitrag zur Start-Drehzahl, wo 2.44 s 0.625 g benötigt.

Die Rechnungen zeigen auch, wie stark die Zeit reagiert. Die Beschleunigung verhält sich wie 1 ÷ t², daher bedeutet eine 60-Fuß-Zeit, die nur 5% langsamer ist, etwa 9% weniger mittlere Beschleunigung: Ein Wechsel von 2.0 s auf 2.1 s senkt sie von 30.0 auf 27.2 ft/s² (Faktor (2.0 ÷ 2.1)² = 0.907).

Warum der Verlust über die Strecke mitgetragen wird

Die 60-Fuß-Messschranke liegt dort, wo das Auto am langsamsten ist, also verbringt das Auto dort die meiste Zeit pro Fuß. Mit 41 mph legt es einen Fuß in etwa 0.017 s zurück; bei den 120 mph aus dem Beispiel im Beitrag zum Zeitzettel legt es einen Fuß in unter 0.006 s zurück. Zeit wird aber überall in denselben Einheiten erfasst, wo sie verloren geht. Die Uhr läuft nicht rückwärts.

Der einfachste Fall ist eine reine Verzögerung. Angenommen, zwei Autos sind in jeder Hinsicht gleich, nur dass eines 60 Fuß 0.1 s später erreicht und dann genau derselben Geschwindigkeit-über-Strecke-Kurve folgt. Es liegt dann an jeder späteren Linie 0.1 s zurück. Bei einer Zielgeschwindigkeit von etwa 172 ft/s (117 mph) sind 0.1 s am Ziel 17 Fuß bzw. etwa 5 Meter.

Eine reine Verzögerung ist der beste Fall für das langsamere Auto. Meist lässt ein schwächerer Start das Auto auch mit weniger Tempo bei 60 Fuß zurück, und dieses Defizit muss durch Beschleunigung aufgeholt werden, die das Auto nicht übrig hat. Um die Größe des Effekts zu sehen, hier ein bewusst grobes Modell: Nach 60 Fuß beschleunigt jedes Auto gleichmäßig mit 10 ft/s² (0.31 g) über die restlichen 1,260 Fuß. Das ist eine Annahme für das Beispiel. Echte Autos beschleunigen nicht so, und die ETs, die es liefert, sind nicht realistisch.

In diesem Modell kosten 0.1 s, die bei 60 Fuß verloren gehen, am Ziel etwa 0.32 s, und das langsamere Auto überquert die Linie auch etwas langsamer. Das übertreibt den Effekt, weil es annimmt, dass das langsamere Auto danach nicht stärker beschleunigt als das schnellere. Eine oft genannte grobe Faustregel setzt ihn niedriger an: Jede 0.1 s bei 60 Fuß sind etwa 0.15 bis 0.2 s Viertelmeilen-ET wert. Betrachte das als ungefähr und vom Auto abhängig. Die reine Verzögerung und das grobe Modell grenzen es ein, und beide sagen, dass der Verlust am Ziel mindestens die 0.1 s ist, die am Start verloren gingen.

Was die Zahl bestimmt

Über eine so kurze Strecke wird die 60-Fuß-Zeit vor allem davon bestimmt, wie viel Kraft die Reifen auf die Straße übertragen können, nicht von der Spitzenleistung. Deshalb warme, saubere Reifen haben die Zeit eines Beispielautos von 2.80 s auf 2.44 s bei gleichem Motor gesenkt, und warum zu hohe Drehzahlen am Start Zeit kosten statt sie zu gewinnen. Auch die Reaktionszeit gehört nicht zur 60-Fuß-Zeit: Die Uhr startet, wenn das Auto die Startlichtschranke verlässt.

Da der frühe Teil der Strecke so empfindlich ist, lohnt es sich auch, nur eine Sache auf einmal zu ändern. Ändere die Start-Drehzahl, fahre erneut und vergleiche die 60-Fuß-Linie, bevor du etwas anderes ansiehst. Wenn sie sich verbessert, starten die späteren Linien von einer besseren Position.