¿Es seguro conducir en condiciones de carrera con tuercas faltantes?

A veces sabes que lees algo y piensas "¿Qué?

Bueno, ¿estaría feliz de conducir un automóvil de 900 BHP en una competencia sin tuercas? Aparentemente, NASCAR ha introducido un cambio de reglas para que los equipos ya no tengan que adaptarse a todas las tuercas después de un cambio de neumáticos. Esto puede ver algunos autos en la pista con solo tres de cinco tuercas instaladas.

Además, uno de los pilotos para la próxima temporada, Tony Stewart, acaba de recibir una multa de $ 35,000 por expresar esa opinión de que esto puede ser peligroso.

La razón aparente del cambio de regla es que esperan reducir la cantidad de mecánicos en la caja durante una parada en boxes.

Tengo mi propia opinión sobre por qué esto es algo incorrecto. A principios de la década de 1980, los ingenieros de Lancia, que trabajaban como equipo de servicio en el automóvil Lancia 037 Grupo B, idearon una llave que era esencialmente múltiples barras de extensión de igual longitud con enchufes magnéticos en el extremo. La llave "drive" funcionaría en la dirección opuesta a la requerida y giraría un engranaje central para manejar cada zócalo al mismo tiempo. Esto significaba que todas las tuercas podían ser removidas y reinstaladas por un solo mecánico.

La alternativa obvia a esto es una tuerca central simple estilo F1 en un eje grande.

NASCAR parece haber ignorado esta solución técnica y simplemente ha cambiado las reglas para permitir lo que yo personalmente llamaría ruedas montadas incorrectamente.

Ahora, personalmente utilicé un automóvil con una tuerca quitada de cada rueda después de que alguien intentó robar mis ruedas, quité todas las tuercas menos una de bloqueo de una rueda y obviamente las llevé. Esto solo se hizo para llevar el auto a casa donde se reemplazaron las tuercas faltantes.

También he visto el daño que se puede hacer a una rueda con una tuerca de retención mal ajustada, ya que el Viper hizo una vuelta completa de Silverstone con una rueda delantera mal ajustada. Cuando regresó a los pozos, la rueda estaba llena de virutas y sufrió daños significativos.

Así que mi pregunta es esta; ¿Consideraría seguro utilizar un automóvil con tuercas de rueda / tuercas faltantes?

(Cualquier persona involucrada en NASCAR profesionalmente probablemente no debería responder esta pregunta por temor a recibir una multa también).

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Como se sugirió, para aclarar lo que quiero decir con "¿es seguro?"

Me preguntaba si hay algún cálculo de ingeniería que pueda aplicarse a diferentes configuraciones de tuercas. ¿Es probable que se produzcan mayores fallas en la configuración reducida de tuercas? ¿Ha habido algún estudio de caso sobre esto?

No solo quiero una opinión de "Oh, creo que estará bien". o "Oh, no creo que sea una buena idea".

En pocas palabras, no, no es seguro. Si las especificaciones de los fabricantes de automóviles dicen 5 clavos, es porque han hecho su tarea en las fuerzas involucradas. Piense en el peor de los casos: frenar con fuerza mientras gira bruscamente en una superficie rugosa. La masa del automóvil, que actúa en un ángulo agudo con respecto a la llanta, desciende sobre las orejetas de la rueda con una fuerza g proporcional a la desaceleración x masa. Si la rueda está en el punto donde los dos espárragos faltantes están alineados verticalmente, toda esta fuerza es soportada por la orejeta única que queda a ese lado del eje de la rueda, una receta para hilos pelados, ruedas tambaleantes y en una carrera: lesiones o algo peor.

Esta 'decisión' es letal.

En términos matemáticos, la rueda ahora tiene 3/5 de la fuerza, con 5/3 de la carga aplicada a cada espárrago. No es seguro en absoluto.

Los ingenieros suelen diseñar piezas para soportar una carga mayor de lo que realmente se espera que vean. Esto se conoce como un "factor de seguridad" y asegura que las piezas no fallarán cuando se encuentren circunstancias atenuantes en las que el producto esté estresado más allá de los cálculos de diseño considerados. Dado que NASCAR es un tipo de carrera muy específico con (supuestamente) casos de carga bien entendidos y toneladas de datos de telemetría, es razonable suponer que pueden ejecutar un FOS más bajo que usted (el aficionado sin millones para gastar en I + D y sin cientos de ingenieros) y analistas de datos en el personal) o los fabricantes típicos (que deben tener en cuenta las condiciones de uso de todo tipo de personas, para todo tipo de propósitos, en todo tipo de entornos, en todo el mundo) normalmente lo permitirían.

Por ejemplo, supongamos que un solo espárrago tiene un índice de resistencia al corte de 160ksi. Si tenemos cinco espárragos, y asumimos una distribución de carga perfectamente uniforme (por simplicidad, consideraremos solo los espárragos y solo el torque de las ruedas, lo que nuevamente asumiremos que solo aplica carga de corte) que nuestro patrón de cinco espárragos puede manejar hasta 800ksi de carga total antes de fallar.

Ahora, si supiéramos que el diseñador apuntó a un FOS de 4, entonces eso significa que el diseño es capaz de manejar 4 veces la carga normal esperada, por lo que si dividimos 800ksi por 4, podemos determinar que la carga normal total esperada es 200ksi.

Teóricamente, entonces, bajo condiciones normales esperadas, deberíamos ser capaces de manejar "con seguridad" esa carga con solo 2 pernos (200/2 es 100, que es menos de 160).

Finalmente, algunas cosas a considerar antes de tirar la mitad de sus tuercas: P

Por un lado, nosotros (usted y yo) no sabemos cuáles son las cargas originales o cuál es el número FOS diseñado: no es algo en las hojas de especificaciones y no sabe si era 1.5, 2, 4 o 6 - entonces, sin hacer todos los cálculos nosotros mismos para determinar las cargas normales, y sin saber todo sobre el diseño, no podemos decir objetivamente si 1 o 5 pernos son "seguros".

Segundo, los autos de carrera a menudo corren a un FOS mucho MUCHO más bajo que los autos de producción. Esto es lo que ustedes llaman "empujar los límites" y parte de la razón por la cual las cosas se rompen en los autos de carrera con mucha más frecuencia y de manera muy diferente que en los autos de producción. Entonces, cuando un automóvil de producción normal podría ejecutar un FOS de 5, un automóvil de carrera podría funcionar a 1.5, lo que les permite eliminar más material y ahorrar peso (o, en este caso, tiempo) con el compromiso de ser menos margen de error y más riesgo de romper algo