Avant une course de dragsters, les voitures roulent dans une flaque, font patiner les pneus arrière dans un nuage de fumée, puis reculent jusqu'à la ligne. Cela ressemble à de l'esbroufe, mais c'est une procédure avec un but. Un burnout élève la température des pneus moteurs et nettoie leur surface, et les deux changent la force que le pneu peut transmettre à la piste. Tous les chiffres ci-dessous sont des exemples inventés pour une voiture générique à propulsion arrière, et non des données sur une voiture d'un jeu.
L'adhérence dépend du pneu, pas seulement de la charge
La force maximale qu'un pneu peut transmettre à la route est F = μ × N, où N est la charge qui appuie le pneu vers le bas et μ (mu) est le coefficient de frottement. La charge vient du poids de la voiture. μ vient du pneu et de la surface, et ce n'est pas une constante.
Un slick de dragster est en caoutchouc tendre. Le caoutchouc tendre se déforme autour des petites aspérités de la piste, et cette accroche fonctionne au mieux quand le caoutchouc est chaud, car le mélange est alors plus souple et plus collant. Un pneu froid est plus rigide et accroche moins. Trop chaud pose aussi problème, car le caoutchouc peut devenir gras, mais un pneu froid sur la ligne de départ est de loin le cas le plus courant. Le but du burnout est donc d'élever μ.
Le coefficient réel dépend du mélange, de la piste et de la température, donc les valeurs ci-dessous sont illustratives. Nous en utilisons trois : 0.8 pour un pneu froid et sale, 0.9 pour un pneu à moitié chaud, et 1.0 pour un slick chaud et propre.
D'où vient la chaleur
Un pneu qui patine frotte sur la route, et le frottement transforme ce frottement en chaleur. La puissance qui entre dans le contact est la force de frottement multipliée par la vitesse de glissement. Supposons que le pneu pousse avec 1,200 lb de force et que la bande de roulement glisse sur la surface à 30 mph, soit 44 ft/s (30 × 5,280 ÷ 3,600). La puissance est 1,200 × 44 = 52,800 ft·lb/s. Un cheval-vapeur vaut 550 ft·lb/s, donc cela fait 52,800 ÷ 550 = 96 hp, presque tout en chaleur dans une fine couche de gomme. C'est pourquoi les pneus fument, et pourquoi quelques secondes suffisent à les chauffer.
Nettoyer la bande de roulement
Les pneus ramassent poussière, gravillons et petites pierres dans les stands. Toute couche de saleté entre le caoutchouc et la piste agit comme un lubrifiant, donc μ baisse. Faire patiner le pneu frotte la surface et projette les matières meubles. En même temps, le caoutchouc chaud laisse un fin film, et la bande de roulement qui touche ensuite la piste est neuve et collante.
Le bac à eau
De nombreuses pistes ont une zone humide peu profonde, le bac à eau, devant les voies de mise en place. Le pilote fait rouler les pneus arrière dedans, puis fait le burnout. L'eau a deux usages, et une limite :
- Elle permet aux pneus de patiner facilement. L'eau réduit le frottement, donc le moteur peut faire tourner les roues sans grand effort et les pneus restent maîtrisés.
- Elle aide à nettoyer. Elle décolle la saleté, que le pneu qui patine projette ensuite.
- Ce n'est pas la surface de départ. L'eau est une mauvaise surface de départ, donc les pneus doivent sécher. Le burnout et le retour vers la ligne en chassent l'essentiel.
Ce que vaut l'adhérence supplémentaire
La article sur le régime de lancement a calculé une limite d'adhérence pour une voiture exemple : 3,000 lb avec 50% du poids sur l'essieu arrière, un empattement de 100 inch et un centre de gravité à 20 inch de hauteur. L'accélération maximale est a = 0.5μ ÷ (1 − 0.2μ), en g. Le cas 1.0 donne les 2.44 s de cet article, et 0.8 donne ses 2.80 s. Le temps sur 60 ft découle de t = √(120 ÷ (a × 32.17)) :
| État du pneu | μ | Accélération max | Force sur la route | Temps sur 60 ft |
|---|---|---|---|---|
| Froid, sale | 0.8 | 0.476 g | 1,429 lb | 2.80 s |
| À moitié chaud | 0.9 | 0.549 g | 1,646 lb | 2.61 s |
| Chaud, propre | 1.0 | 0.625 g | 1,875 lb | 2.44 s |
Passer de 0.8 à 1.0 fait passer la force disponible de 1,429 lb à 1,875 lb, soit 31% de plus, et retire 0.36 s au temps sur 60 ft. La force sur la route est le poids de la voiture (3,000 lb) multiplié par l'accélération en g, donc 3,000 × 0.476 = 1,429 et 3,000 × 0.625 = 1,875.
L'adhérence fixe le départ, donc un meilleur pneu améliore tout : le moteur peut utiliser plus de couple avant que les pneus ne patinent, et le meilleur régime de lancement monte avec lui.
C'est le lien avec le lancement. Le point idéal de l'article sur le régime de lancement se situe juste sous la limite d'adhérence, et cette limite ne monte que si le pneu le permet. Un pilote qui saute le burnout, ou le fait mal, part avec une limite plus basse que celle pour laquelle il a réglé la voiture. Les mêmes tours qui convenaient sur un pneu chaud font patiner un pneu froid.
Ce qu'un burnout ne peut pas faire
- Il a des limites. Patiner trop longtemps surchauffe et use la bande de roulement, et l'adhérence chute à nouveau.
- Il ne change pas la charge. N reste le poids sur les pneus moteurs, comme dans l'article sur le rapport puissance/poids.
- Cela figure sur le ticket de course. Cherchez un meilleur temps sur 60 ft, comme l'article sur la fiche de temps l'explique.
Dans le jeu
Pink Slip Kings est un jeu de course de dragsters en 3D où vous choisissez votre régime de lancement et répartissez la puissance face à l'adhérence des pneus. Sa fiche ne mentionne ni burnouts ni température des pneus, donc cet article relève de la physique réelle, et non d'une description du jeu. La fiche confirme en revanche les tickets de temps de course et le réglage pour équilibrer puissance et adhérence. Le jeu est en test fermé.
Pink Slip Kings: Drag Racing est un jeu de course de dragsters en 3D avec commandes manuelles de départ et de changement de vitesse, réglages détaillés, banc de puissance, télémétrie et fiches de temps de course, ainsi que les modes Test & Tune et bac à sable de préparation. Il fonctionne hors ligne, sans publicité ni achats intégrés, et son argent du jeu et ses voitures ne peuvent être achetés ni échangés contre de l'argent réel. Le jeu est actuellement en test fermé.