ORLOV GAMES

Блог · Pink Slip Kings ·

Отношение мощности к массе: почему более лёгкая машина быстрее

Масса и мощность работают друг против друга, но не один к одному. Краткое правило для четверти мили показывает, сколько на самом деле выигрывает более лёгкая машина и почему выигрыш меньше процента снятой массы.

Второй закон Ньютона: F = ma, поэтому ускорение — это сила, делённая на массу. Машина с тем же толчком при меньшей массе разгоняется быстрее, а машина с большей мощностью сильнее толкает на скорости. Отношение мощности к массе объединяет оба фактора в одно число. Запись использует его для оценки времени на четверть мили по двум известным эмпирическим правилам, а затем показывает, почему снижение массы окупается меньше, чем подсказывает процент. Все машины ниже — выдуманные примеры, а не данные о каких-либо машинах из игры.

Два способа записать отношение

Отношение мощности к массе можно записать в любую сторону:

Эти два показателя несут одну и ту же информацию. Здесь оба используют механическую лошадиную силу, единицу правила 5,252 в записи о динамометрической диаграмме, и в массу следует включать водителя и топливо.

Приближения для четверти мили

Две формулы, обычно приписываемые Хейлу и Фоксу, переводят отношение в оценку времени на четверть мили. Масса в фунтах, мощность в лошадиных силах:

Это приближения, подогнанные под реальные машины, а не законы. Они предполагают хорошо стартующую машину с достаточным сцеплением и разумным передаточным числом, а результат зависит от того, вводится ли мощность маховика или мощность на колёсах, поэтому указывайте, что именно использовали. Они хороши для сравнения двух установок и хуже для предсказания точного проскальзывания одной машины.

Кубический корень появляется потому, что фиксированной величиной является мощность, а не сила. Машина с постоянной мощностью проходит расстояние пропорционально времени в степени 1.5, поэтому время зависит от кубического корня из массы ÷ мощности. Константы затем получены подгонкой под реальные результаты.

Разобранные примеры

Возьмём за базу машину 3,000 lb и 300 hp. Её масса ÷ мощность — 10.0 lb per hp, поэтому ET ≈ 5.825 × 101/3 = 5.825 × 2.154 = 12.55 s, а скорость на финише ≈ 234 × 0.11/3 = 234 × 0.464 = 108.6 mph. Теперь меняем по одной вещи за раз:

Оценки по двум приближениям. Машины и цифры выдуманы.
МассаМощностьlb per hphp на тоннуETСкорость на трапе
3,000 lb300 hp10.00220.512.55 s108.6 mph
2,700 lb300 hp9.00245.012.12 s112.5 mph
3,000 lb330 hp9.09242.512.16 s112.1 mph
3,000 lb400 hp7.50293.911.40 s119.5 mph
2,500 lb400 hp6.25352.710.73 s127.0 mph
Расчётное время ET на четверть мили по приближению 5.825 × (lb per hp)1/3 приближению. Выделенная строка — базовая машина с удалённой 10% массы: 12.55 s становится 12.12 s.

Десять процентов — не десять процентов

Посмотрите на вторую строку. Снятие 10% массы (3,000 lb до 2,700 lb) даёт 9.00 lb per hp вместо 10.00. ET падает с 12.55 s до 12.12 s, выигрыш 0.43 s, или 3.45%. Кубический корень объясняет это: 0.91/3 = 0.9655, поэтому время умножается на 0.9655, а не на 0.9.

Добавление 10% мощности (300 hp до 330 hp) немного менее эффективно: получаем 12.16 s, то есть на 3.13% быстрее. Это потому, что 1.1-1/3 = 0.9687. Два варианта не равны, потому что снятие 10% массы повышает отношение на 1 ÷ 0.9 = 11.1%, тогда как добавление 10% мощности повышает его ровно на 10%.

Скорость на финише следует тому же кубическому корню, но в обратную сторону: более лёгкая машина пересекает линию на 112.5 mph против 108.6 mph, то есть на 3.6% быстрее.

Время зависит от кубического корня из массы ÷ мощности. Чтобы сократить ET на 10%, нужно, чтобы масса ÷ мощность упала до 0.93 = 0.729 от исходного значения, то есть снизить массу на 27.1% или добавить мощность на 37.2% (1 ÷ 0.729 = 1.372).

Что не учитывают формулы

Используйте отношение, чтобы ранжировать сборки и понять, какое изменение стоит усилий. Проверьте ответ по секундомеру: запись о тайм-слипе объясняет, какие строки сравнивать.

В игре

Pink Slip Kings позволяет улучшать двигатель, трансмиссию, шины и подвеску, сравнивать мощность и крутящий момент на стенде и брать сборку в Test & Tune, где результаты показываются во времени заездов. Игра находится на закрытом тестировании, а то, как она моделирует массу и мощность, выходит за рамки этой записи, поэтому числа выше — это арифметика реального мира, а не прогноз игровых времён.

Pink Slip Kings: Drag Racing — это трёхмерная игра на драг-рейсинг с ручным стартом и переключением передач, подробной настройкой, динамометром, телеметрией и тайм-слипами заездов, а также режимами Test & Tune и песочницы тюнера. Работает офлайн, без рекламы и покупок в приложении, а внутриигровые деньги и машины нельзя купить или обменять на реальные деньги. Игра сейчас в закрытом тестировании.