彎道有什麼特性? 就半徑, 角度, 以及坡度囉~ 什麼是半徑? 假設彎道是一條圓弧, 不過就算彎道不是圓弧, 只要是跑內外內的圓弧路線過彎, 還是可以把所有的彎道都看成是圓弧啦~ 那麼這條圓弧一定會落在某個圓形上頭, 而這個圓形的半徑, 就是這個彎道的半徑囉~
就幾何作圖上來說, 只要任意在這條圓弧上取相異的三點, 然後再任意組合這三點, 兩兩連成相異的三條線段, 最後再任意取其中的兩條線段, 並且做出這兩條線段的中垂線, 那麼, 這兩條中垂線就一定會交於一點, 也就是這條圓弧的圓心. (請參考相簿)
找到圓心之後, 圓心到圓弧上任何一點的距離就都是半徑囉~ 另外, 任何一段小於一個圓形的圓弧, 一定會有兩個端點. 如果以這兩個端點對圓心做線段, 那麼, 這兩條線段就會跟原來的這一條圓弧形成一個扇形, 而這兩條線段的夾角, 就是這條圓弧的角度, 也就是這個彎道的角度. (請參考相簿)
一般來說, 除了少數的湯匙複合彎會稍微超過 180 度之外, 最大的彎道角度只有 180 度, 也就是一般常講的髮夾彎, U 形彎. 而一般馬路上最常見的左右轉, 當然就是 90 度的彎道囉~ 不過一般車友在講其它角度彎道的時候, 還蠻容易犯一個錯誤滴~ 那就是, 直接把兩條直線路段的夾角當成是那個彎道的角度.
想一下, 髮夾彎是折成兩半的一直線耶~ 這兩半所形成的角度, 要嘛從彎外看, 是 360 度, 要嘛從彎內看, 是 0 度. 為什麼會是 180 度咧~ 原來呀~ 所謂的彎道角度, 就是車頭的轉向角度呀~ 而這個轉向角度呀~ 可是剛好跟這兩條直線路段的夾角是互為互補角滴唷~
就幾何作圖上來說, 圓心會落在這兩條直線路段中垂線的交點上, 而且這兩條直線路段跟這兩條中垂線會形成一個四邊形. 由於四邊形的四個內角和是 360 度, 再加上中垂線的兩個角都是 90 度, 加起來是 180 度, 換句話說, 這兩條直線路段的夾角, 跟這個圓心角, 也就是這個彎道的角度, 加起來剛好就會是剩下的 180 度, 也就是說, 這兩個夾角互為互補角. (請參考相簿)
所以說, 一般車友所說的 120 度的彎角, 其實指的是兩條夾角為 120 度的直線路段所形成的彎道, 而這樣的彎道, 其實只有 60 度, 也就是只有 180 – 120 = 60 的彎道角度. 原來這種 120 度彎角的說法, 其實很蠻混淆滴, 因為, 照理說, 120 度應該比 90 度大呀~ 怎麼會反而是 90 度的彎角開起來比較吃力咧? 所以囉~ 一般車友在形容彎道角度的時候, 其實是都講顛倒了~ 記得要用 180 度去減才對, 要注意一下.
不過, 其實彎度角度並不像一般車友哈啦的那麼重要. 180 度的髮夾彎, 一定比 90 度的直角彎難過嗎? 然後, 90 度的直角彎, 也一定會比 30 度的高速彎難過嗎? (夾成 150 度的兩條直線路段, 就是車頭轉向只有 30 度的高度彎) 那可不一定哦~ 事實上, 只有在相同路寬的情況下, 角度越大的彎道才會越難過. 想像一下… 一個 8 線道寬的髮夾彎, 一個 2 線道寬的直角彎, 跟一個單線道寬的 30 度彎…
乍聽之下, 髮夾彎是最恐怖的, 可是如果有 8 線道寬的話… 那應該還是隨便開吧~ 直角彎也很恐怖, 可是如果有 2 線道寬的話… 就算是開到整台車側滑, 也不會有很害怕的感覺. 而一般來說, 30 度的高速彎, 應該是方向盤隨便一打就過得去的彎, 可是如果只有單線道寬的話, 那開起來還是會撇手撇腳滴~ 就像在擁擠地下停車場找車位一樣…
所以咧? 光看彎道的角度的意義是不太大滴~ 彎道的角度還要配合路面的寬度來看. 而也只有在路面寬度相同的時候, 轉向角度越大的彎道越難過, 這句話才是成立的. 而所謂的路面寬度呢? 其實就是彎道的半徑啦~ 想一下, 同樣都是直角彎, 一個只有單線道寬, 另一個卻有 2 線道的寬度. 哪一個的過彎路線比較多? 哪一個可以跑出更大圈的圓弧? 一定是路面比較寬的那一個嘛~! 所以, 也就可以反過來說, 彎道角度相同的時候, 路面越窄越難跑.
搞了半天, 擠出了一句大家都知道的 "路面越窄越難跑", 這不是廢話嗎? 也不是啦~ "路面越窄越難跑" 其實是有兩個意思滴~ 第一個是, 因為路面窄, 沒有緩衝, 所以一失誤就會衝出路面. 不過, 這是廢話, 沒什麼好哈啦的. 而第二個則是, 因為路面窄, 過彎半徑小, 彎中可以承受的車速低, 入彎前後的車速差距大, 在煞車跟轉向都會耗用抓地力的情況下, 要靈活平順地把抓地力在煞車跟轉向之間移來移去就會比較難, 而這個才是重點.
簡單地說, 過彎的半徑越小, 入彎前後的車速差距越大, 入彎就越難, 這個彎就越難過. 而只要車子能夠成功地入彎, 建立起過彎姿勢, 應該都可以平順地滑過彎頂點, 所以相對來說, 彎中是比較簡單滴~ 了不起就是最後出彎的時候再注意一下就可以了. 所以看到重點了嗎? 跟入彎比起來, 彎中是相對簡單的, 所以, 只會影響彎中路線長短的彎道角度根本就不重要~ (同樣的過彎半徑, 轉向角度越大的時候, 只有彎中所經過的路線變得越長而已) 真正重要的是, 會影響入彎難度的彎道半徑.
這樣講起來, 不是很讓人傷心嗎? 原來, 在過彎半徑等長的時候, 髮夾彎並沒有比直角彎難過耶~ 而同樣的車速跟煞車點, 只要直角彎能過得去, 髮夾彎就沒有問題唷~ 另外, 在車速越高的時候, 空力套件所產生的下壓力越大, 車子的抓地力越大, 也就可以對抗更高的側向 G 值過彎. 所以, 除了直線路底高達 4 G 以上的大腳煞車之外, 高達 2 G 以上的高速彎道, 才是 F1 的最耗費體能的重頭戲呀~
當然啦~ 在過彎的難度上, 彎道角度還是有它一定的貢獻啦~ 比如說: 彎道角度越大, 彎中距離越長, 車手在彎中耗費體力承受橫向 G 值的時間也就越長. 在複合彎道上, 左右不同彎角度的組合, 除了可以營造出不同的操駕節奏之外, 也會在車尾造成大小不一的鐘擺效應. 然後, 在髮夾彎上, 為了提高出彎速度, 也要把標準的過彎路線 Out-in-out (外內外), 改成 Late Brake (延遲煞車) + Late Apex (延後過彎點) 的方式過彎…
總而言之, 如果單就入彎來看, 而且不考慮複合彎的話, 那麼, 只要看彎道半徑的大小, 就可以知道這個彎好不好過了. 一般來說, 彎道的半徑越小就會越難過, 而這跟彎道的角度則是一點關係也沒有.
而另外再從 Ackermann Principle (阿克曼原理) 來看, 車頭轉向輪的轉向角度要越大, 才有辦法把轉向中心越往內夾, 通過半徑越小的彎道. 換句話說, 彎道半徑越小, 前輪需要的轉向角度越大, 輪胎要抵抗的側向慣性就越大, 也就越容易 Under (推頭), 轉不過去. (單就彎道本身的特性來說, 不考慮車輛設定跟操駕風格的話…)
所以, 彎道的半徑越小, 除了會越難過之外, 通常也是越偏向 Under 滴~ 而這也跟彎道的角度無關~ 這一點… 跟一般的操駕常識有點出入, 要特別注意, 非常重要哦~!!!
(以上的幾何作圖, 我懶得另外再畫了. 翻了一下相簿, 就用之前哈啦過彎路線時所畫的圖頂著先唄~)
甩尾貓 