Trí.H - Theo F1forgottendrivers, VNexpress, Reddit, Wiki

Có thể bạn chưa biết: Lực G – Thăng hoa về cảm xúc nhưng nguy hiểm với tay đua

(News.oto-hui.com) – Lực G (G-Force) là một loại lực rất khó nhận biết khi lái xe ở tốc độ thấp. Nhưng ở tốc độ cao, một chiếc xe đua luôn cung cấp những trải nghiệm thích thú hơn chiếc xe ô tô thương mại. Cảm giác này được tạo ra bởi chất xúc tác – lực G.

Để làm nên một chiếc xe, nhà sản xuất không chỉ đau đầu về thiết kế hay động cơ mà còn một yếu tố không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Đó là lực G. Lực G (G-Force hay Gravity Force) là gia tốc tương đối của vật so với khi rơi tự do, và được tính theo gia tốc trọng trường (g), g = 9,81m/s^2.

Lực G không dễ cảm nhận ở tốc độ thấp. Bằng chứng là khi bạn lái xe hàng ngày, mọi thứ xung quanh đều bình thường. Nhưng hãy tưởng tượng bạn đang lái xe trên đường đua.

  • Khi đạp ga lút sàn để tăng tốc, có thứ gì đó ấn chặt người bạn vào ghế.
  • Lúc vào cua, chúng lại đẩy người bạn văng hướng ngược lại.
  • Rồi phanh gấp, thứ vô hình đó lại xuất hiện, đẩy người về phía trước, nếu không có dây an toàn, có lẽ thân người đã bắn khỏi kính lái.

Tất cả trạng thái trên tạo cảm giác như trọng lực ở khắp mọi nơi. Và đó chính là lực G.

1. Sự khác biệt của Lực G giữa xe đua và xe thương mại

Nhiều người nghĩ rằng, sự khác biệt giữa một tay đua F1 và người bình thường chỉ nằm ở kỹ năng lái. Điều đó sai hoàn toàn, một tay đua F1 phải tập luyện rất nhiều để có thể khả năng tập trung, chịu sức nóng khủng khiếp, và phải chống lại lực G có thể khiến người bình thường bất tỉnh.

Dùng con số để dễ so sánh. Cơ thể người bình thường được hình thành để chịu được 1g. Vượt qua con số đó đều ảnh hưởng xấu tới cơ thể. Nhưng với tay đua, họ phải chịu gấp nhiều lần.

Mỗi khi tăng tốc, họ phải chịu lực 3g, vì xe đua Công thức F1 chỉ cần chưa đầy 2 giây để tăng tốc từ 0-100 km. Gia tốc trong trường hợp này sinh ra lực G ngược chiều chuyển động, ấn chặt người lái vào ghế với một lực gấp 3 lần trọng lượng của tay đua.

  • Tuy nhiên, xe Dragster còn hơn thế, nó tạo ra một lực lên đến 5,3g khi tăng tốc từ 0-100 km/h trong khoảng thời gian chưa đầy một giây.
Xe Dragster khi tăng tốc có thể tạo ra lực 5,3g - một người bình thường nếu chịu quá lâu sẽ bị bất tỉnh.
Xe Dragster khi tăng tốc có thể tạo ra lực 5,3g – một người bình thường nếu chịu quá lâu sẽ bị bất tỉnh.

Ở những khúc cua, lực ly tâm trung bình lên đến 4g. Các tay đua ra sức giữ cho chiếc xe đi đúng hướng, chống chọi với lực G đẩy mình ra ngoài gấp 4 lần trọng lượng cơ thể. Ghế xe và dây an toàn có nhiệm vụ giữ anh ta lại. Tuy nhiên, tay đua phải cố nắm lấy vô-lăng và giữ cái đầu thẳng. Để làm được điều đó, mỗi tay đua có hẳn bài tập dành riêng cho cổ.

  • Juan Pablo Montoya – cựu tay đua F1 cho biết, cổ ông có thể thực hiện bài tập 300 lần với 23 kg.
Hãm phanh là quá trình tạo ra lực G lớn nhất trong trường đua F1.

Những bộ phanh làm từ sợi carbon khiến quá trình giảm tốc nhanh đến nỗi anh ta bị đẩy về phía trước một lực 6g, tương đương với lực G mà một phi công máy bay chiến đấu phải chịu đựng.

  • Lực quán tính này ép nước mắt người lái bắn lên kính mũ bảo hiểm, và khiến dây an toàn chịu lực khoảng 400 kg để giữ cơ thể anh ta không bắn khỏi kính lái. 

Năm 2007, tại đường đua Gilles Villeneuve ở Mỹ, tay đua Martin Brundle lái thử nghiệm xe đua F1 Williams Toyota FW29 nói rằng, lực phanh tạo ra khiến anh cảm thấy như phổi của mình chạm vào lồng ngực.

 Hãm phanh là quá trình tạo ra lực G lớn nhất
Hãm phanh là quá trình tạo ra lực G lớn nhất

2. Con người có thể chịu được tối đa bao nhiêu Lực G?

John Stapp – sỹ quan lực lượng Không quân Mỹ đã “hiến dâng” cơ thể cho khoa học vào năm 1954. Stapp để bản thân chịu lực G khi ông buộc chặt mình vào một chiếc xe trượt có gắn động cơ tên lửa, và cho nó giảm tốc từ 1.017 km/h về 0 km/h trong 1,4 giây để phục vụ nghiên cứu ngành hàng không.

 John Stapp - Người đầu tiên thử nghiệm nghiệm lực G với cơ thể
John Stapp – Người đầu tiên thử nghiệm nghiệm lực G với cơ thể

Ông phải chịu lực lên tới 46g, tương đương với lực G khi đâm vào một bức tường ở tốc độ 193 km/h. Khoảnh khắc đó, cơ thể ông nặng hơn 3 tấn và tất cả mạch máu ở mắt bị vỡ, nứt xương sườn, cả 2 cổ tay bị phá hủy, ảnh hưởng đến cả đường hô hấp và hệ tuần hoàn.

6 trạng thái mà john Stapp đã trải qua, cảm giác chóng mặt, buồn nôn, suy hô hấp,...
6 trạng thái mà john Stapp đã trải qua: cảm giác chóng mặt, buồn nôn, suy hô hấp,…
David Purley – Người đầu tiên sống sót sau khi chịu lực lên đến 179,8G

Tuy nhiên, vẫn có các trường hợp hy hữu xảy ra. Vào mùa đông năm 1976, David Purley đã ủy quyền cho nhà thiết kế Mike Pilbeam chế tạo một chiếc xe Lec F1 và với sự giúp đỡ của Mike Earle đã đua chiếc xe này vào năm 1977.

 David Purley - Chịu lực G lên đến 180G
David Purley – Chịu lực G lên đến 180G

Trong thực tế tại Silverstone , bướm ga bị kẹt và anh ta đã đâm tường. David Purley đã phải chịu lực G cao nhất mà con người từng sống sót phải chịu đựng – 179,8G. Khi chiếc xe đua dừng từ tốc độ 173 km/h xuống 0 km/h chỉ trong khoảng cách 66cm.

Lec1 - Chiếc xe gặp tai nạn năm 1977
Lec1 – Chiếc xe gặp tai nạn năm 1977

Tính mạng của Purley đã được các nhân viên cứu hộ tại hiện trường cứu sống nhưng phải mất nhiều tháng sau anh mới có thể hồi phục sau vì gãy xương ở chân, xương chậu và xương sườn.

Kenny Bräck – Tay đua F1 chịu lực G cao nhất thế giới được Kỷ lục Guinness công nhận

Kenny Bräck – Tay đua F1 chịu lực G cao nhất ở người (214G) năm 2003 khi phanh gấp chiếc xe đua F1 tại giải đua Texas IndyCar 500. Xe của Kenny va chạm với chiếc xe Dallara-Honda của Tomas Scheckter, anh ấy bắt buộc phanh gấp và tai nạn đáng tiếc đã xảy ra. Chiếc xe lao vài vòng trên không trung và đâm vào một trụ hàng rào thép. Kenny đã giảm tốc từ 354 km/h về 0 chỉ trong một phần 10 giây, chịu lực khủng khiếp lên đến 214G.

Sau cú va chạm, Kenny Brack sống sót nhưng bị gãy xương đùi phải, xương ức, đốt sống thắt lưng và mắt cá chân.

Kenny Bräck
Kenny Bräck – Người chịu lực G cao nhất thế giới được kỷ lục Guinness Thế giới công nhận (tất nhiên là không tự nguyện)
  • Điều này được ghi vào sách kỷ lục Guinness thế giới (xem tại đây)

3. Kiểm soát lực G ở xe dân dụng

Lực G quá lớn ảnh hưởng xấu đến cơ thể con người, nhưng ở mức vừa phải lại khiến nhiều người mê mẩn. Những tay lái xe thể thao thường nói rằng, họ không chỉ mê tốc độ mà thích cả gia tốc của chiếc xe. Bởi vậy, lực G luôn được tính đến, nhưng chỉ ở mức chừng mực để đảm bảo chúng đem lại sự thích thú, thay vì ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Lấy ví dụ:

  • Một chiếc Porsche 918 Spyder tăng tốc từ 0-100 km/h trong 2,2 giây (xe dân dụng tăng tốc nhanh thế giới), tạo ra gia tốc = 1,24g.
  • Trong khi một chiếc Ferrari F12 Berlinetta chỉ có gia tốc 0,88g vì cần đến 3,1 giây để tăng tốc từ 0-100 km/h.
Lực G-Force ở Siêu xe - Tên lửa - Xe đua F1
Lực G-Force ở Siêu xe – Tên lửa – Xe đua F1

Tuy nhiên, trong vài giây ngắn ngủi đó, bạn sẽ cảm thấy gia tốc mạnh hơn ở một giây đầu tiên, rồi giảm dần. Lý do nằm ở chỗ khoảng tốc độ 0-30 km/h hay 0-60 km/h sinh ra lực G khác nhau ở từng giai đoạn. Phép tính 0-100 km/h trong bao nhiêu giây chỉ là trung bình.

Cấu tạo khác biệt của xe F1 tại nên lực G rất lớn nếu so sánh với xe thương mại, xe dân dụng,...
Cấu tạo khác biệt của xe F1 tại nên lực G rất lớn nếu so sánh với xe thương mại, xe dân dụng,…

Từ các cuộc thử nghiệm, Porsche 918 Spyder và 911 Turbo S có kết quả tăng tốc tốt nhất là 0-48 km/h chỉ trong một giây, tương ứng với lực 1,37g. Và đương nhiên, trong một giây lại có những mili giây khác nhau. Như Ferrari LaFerrari tăng tốc từ 0-16 km/h trong 0,2 giây tạo ra 2,3g.

  • Với những khoảng tăng tốc nhỏ hơn như 0-2 km/h hay 0-10 km/h chắc chắn sẽ tạo ra lực G lớn hơn, nhưng tiếc rằng không có số liệu để so sánh.

Tương tự với gia tốc, lực quán tính khi phanh gấp cũng tạo ra lực G. Một chiếc xe thể thao tốt thường kiểm soát lực G trong khoảng 0,8-0,9g khi dừng 100-0 km/h. 

Máy bay cất cánh khi tốc độ đạt trên 240 km/h, và để giữ chiếc xe bám lấy mặt đường, người ta lợi dụng lực ép của không khí.

  • Toyota Corolla có thể tạo tối đa 0,83g lực ép.

Hầu hết các xe tải nhẹ và xe con thương mại thường có lực ép rơi vào khoảng 0,75-0,95g. Chỉ siêu xe mới thường vượt qua ngưỡng 0,95g. Lực ép xuống còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lốp xe, hệ thống treo, và các cánh gió. Tuy nhiên, lực ép xuống không hoàn toàn giống lực G vì người bên trong sẽ không thể cảm nhận được.

Video tay đua F1 Sebastian Vettel lái siêu xe Ferrari FXX K


Bài viết liên quan:

Advertisement

Chia sẻ ý kiến của bạn

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung

Kỹ thuật viên sửa chữa chungKỹ thuật viên sơnKỹ thuật viên đồngKỹ thuật viên điệnChăm sóc, làm đẹp, Detailing ô tôCố vấn dịch vụBán hàng (Sales)Nhân viên phụ tùngThiết kếMarketingKiểm soát chất lượng (PDI)Quản đốc xưởngTrưởng/phó phòng dịch vụTrưởng/phó phòng kinh doanhTrưởng/phó phòng kỹ thuậtGiám đốc điều hànhChưa có kinh nghiệmKhác