¿Por qué los autos de Fórmula Uno se separan y se convierten en pedazos cuando chocan? ¿Cómo reaccionaría un cuerpo de aluminio o acero ante choques similares?

Consideremos un automóvil normal en un accidente, el objetivo es detener la porción del automóvil que rodea a los ocupantes (jaula) lo más lentamente posible durante el impacto con ellos sobreviviendo. Para hacer esto, las zonas de deformación deben convertir la energía cinética del automóvil en movimiento en energía de deformación.

Un auto F1 es diferente en el sentido de que partes como las ruedas y las partes externas que están más lejos de la jaula que rodea al conductor y que son una parte de la energía cinética general del auto, si se desprendieran, tendrían el efecto de eliminar su energía del automóvil en general. Y la zona de deformación que rodea la jaula necesitaría disipar menos energía. Por lo tanto, significa que la desintegración que está viendo no le está haciendo daño al conductor (a menos que se rompa y golpee al conductor que lleva un casco y un traje de protección) y, por lo tanto, no es tan importante gastar un esfuerzo significativo en el diseño para prevenir la desintegración

Si fueran metales, serían más pesados ​​y menos propensos a desintegrarse y significarían que las zonas de deformación tienen una mayor carga de energía para disiparse.

Dado que los autos normales son más como un gran bloque de metal en lugar de un esqueleto como es el caso de un auto de F1, no se ve que se desintegran ya que no hay partes que se rompan fácilmente. Entonces, es esta diferencia lo que hace que parezca que el piloto de F1 se encuentra en una situación más vulnerable que un automóvil normal que no se ‘desintegra’.

Aunque no es raro que las ruedas, puertas y partes delanteras enteras de los automóviles normales se desprendan de la jaula del automóvil en choques.

Están diseñados para eliminar al estrellarse porque eso significa que la energía se está disipando. Si no disipa la energía en un choque, la mayor parte de la energía simplemente se transfiere a su cuerpo, lo que tendrá consecuencias mucho peores.

Es la misma razón por la que los autos de carretera están diseñados con zonas de deformación.

El hecho de que ningún piloto de F1 haya muerto desde Ayrton Senna en 1994, hace 20 años, es un testimonio de la efectividad de este principio de diseño.

Como se ha dicho, la F1 y otros autos también se desintegran en el impacto, vea estos dos choques:

Comienza a los 40 segundos, el conductor, Mike Rockenfeller, salió del auto y cruzó las barreras, confundiendo a los rescatistas que llegaron a los restos de dónde estaba.
Lo sorprendente es que nadie murió en ningún caso.

Se ha dicho que esto se debe a la disminución de la energía de los restos.

Ahora, la diferencia más importante entre los compuestos de fibra de carbono y los metales es su deformación. Si bien el carbono es muy rígido y también puede ser muy flexible, prácticamente no tiene deformación plástica. Cuando se va, se va. Entonces, en un choque, trozos y pedazos vuelan.

Cuando se trata de metales, tienen deformación plástica, lo que significa que puede cambiar la forma de una pieza de metal y se mantendrá de esa manera. Eso abre el mundo de la manipulación (forja, hidroformado y otros procesos, que nos permiten tener cosas agradables, ligeras y fuertes), pero en un choque también significa que debes poner mucha más energía para que se deforme tal nivel para verlo romperse. Eso significa que es más fácil mantener juntos los restos, lo que no siempre es la mejor idea. Y puede causar algunos problemas si las cosas se doblan de tal manera que, por ejemplo, entran en la zona de ‘celda de supervivencia’ (los autos antiguos de aluminio F1 realmente no tenían una celda de supervivencia, solo el lugar donde se sentaba el conductor).

Entonces, para terminar, un auto de carreras hecho de metal se estrellaría más o menos contra una pelota en un accidente desagradable. Puede ver esto, los autos de rally todavía usan celdas de seguridad hechas de tubos de acero y DTM, por ejemplo, solo tiene una ‘media celda’ hecha de fibra de carbono con una estructura de tubo que sostiene el techo. De acuerdo, es una pieza de gran ingeniería diseñada para mantener su forma incluso en los choques más duros, pero las cosas no siempre salen como queremos que vayan.

Aquí hay un ejemplo, donde el conductor, Steffan Bellof (el poseedor del récord de vuelta en Nordschleife, la famosa pista de Nürburgring de 20 km), fue asesinado. Se aplican las advertencias habituales sobre la observación.
El auto era un Porsche 962, y el viejo ‘hermana’ 956 era uno de los autos más exitosos en la historia de los autos deportivos. El 956 se desarrolló por primera vez en 1981, mientras que el 962 se introdujo debido a las regulaciones de la ISMA a fines de 1984. En el 956, los pies del conductor estaban delante del eje delantero, mientras que el 962 lo solucionó. De nada sirvió para Steffan Bellof.

La celda de seguridad (o tina) que rodea al piloto NO se borra. El resto está diseñado para reducir la velocidad del automóvil al romperse gradualmente.

Considere un automóvil hecho de unobtanium que no se deformaría en absoluto y resistiría cualquier impacto. Eso significa que la pared es lo único que se deforma ligeramente. Entonces, el automóvil desacelera de 300 km / ha 0 en 10 cm de pared. Eso significa enormes fuerzas g que convierten al piloto en papilla.

Ahora, un automóvil que tiene un área de choque de 1 m desde la celda de seguridad, y se estrella en una pared llena de neumáticos, puede reducir la velocidad en más de 2-3 m. Todavía es muy malo para el cuerpo, pero ahora es sobrevivible.

El cuerpo se arruga alrededor de la bañera de fibra de carbono para disipar la energía de la fuerza del automóvil. El chasis de aluminio y acero no son lo suficientemente fuertes, simplemente se arrugan alrededor de la cabina y no tienden a tener un monocasco en absoluto. En otras palabras, a esas velocidades con esos materiales, todo el automóvil se derrumbaría contigo, a diferencia de la fibra de carbono que se derrumbaría a tu alrededor y disiparía la mayor parte de la fuerza.

La cosa es bastante simple. LA ENERGÍA NO SE PUEDE CREAR NI DESTRUIR PERO PUEDE TRANSFORMARSE DE UNO A OTRO.

Solo piense en su energía cinética inicial (antes del choque) = (mv ^ 2) / 2 y después del choque es 0 – cero. Entonces, si el automóvil no se rompe en pedazos diferentes, toda esa energía tiene que ser absorbida por su cuerpo y automóvil. El resultado: la muerte. Cuando las partes del automóvil se rompen en diferentes partes, entonces (también poseen algo de energía) la energía de esas partes no afectará al conductor del automóvil, ya que terminan perdiendo energía en forma de calor u otra forma, pero usted y su cabina (pueden no ser apropiados) palabra) no estará en contacto. Como resultado, habrá menos impacto en usted y en la cabina central de su automóvil.

Además, el aluminio no se rompe. ¡El vidrio se rompe (más destructivo) pero el acero no y el aluminio también!

Las alas, las ruedas y los pilares laterales producen una impresionante cantidad de escombros, pero están disipando energía. El cuerpo en sí se mantiene sólido, protegiendo al conductor del interior.

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