Deux pilotes ont raté des courses cette année après de violents accidents par l’arrière. Kurt Busch est absent depuis un incident lors des qualifications à Pocono en juillet. Alex Bowman a reculé durement contre un mur au Texas et manquera la course de dimanche au Charlotte Roval (14 h HE, NBC).
D’autres pilotes ont noté que les coups qu’ils ont pris dans la voiture Next Gen sont parmi les plus durs qu’ils aient ressentis dans une voiture de Coupe.
« Quand je l’ai accidenté (à l’Auto Club Speedway en entraînement), j’ai pensé que la voiture était détruite et elle a à peine reculé le pare-chocs. C’était comme si quelqu’un vous frappait avec un marteau », a déclaré Kevin Harvick à NBC Sports.
Les trois paramètres les plus cruciaux pour déterminer la gravité d’un accident sont :
- Combien d’énergie cinétique transporte la voiture
- Combien de temps dure la collision
- L’angle auquel la voiture heurte
Angle
Le dernier de ces facteurs nécessite la trigonométrie pour s’expliquer correctement. Vous pouvez probablement avoir l’intuition, cependant, qu’un coup moins profond est préférable à un coup frontal ou arrière.
Lorsque l’angle entre la voiture et le mur est petit, la majeure partie de l’élan du conducteur commence et reste dans la direction parallèle au mur. La voiture subit un léger changement de vitesse.
Plus l’angle est grand, plus le changement de vitesse perpendiculaire est important et plus la force subie est importante. NASCAR a noté que plus d’accidents cette saison ont eu des angles plus grands que par le passé.
Busch et Bowman ont tous deux eu des coups assez grands, nous allons donc sauter le trig.
Énergie — en livres de TNT
L’énergie cinétique d’une voiture dépend de son poids et de sa vitesse. Mais la relation entre l’énergie cinétique et la vitesse n’est pas linéaire : elle est quadratique. Cela signifie aller deux fois aussi vite vous donne quatre fois l’énergie cinétique de la mer.
Le graphique montre les énergies cinétiques de différents types de voitures de course à différentes vitesses. Pour vous donner une idée de la quantité d’énergie dont nous parlons, j’ai exprimé l’énergie cinétique en termes de livres équivalentes de TNT.
- Une voiture Next Gen roulant à 180 mph a la même énergie cinétique que celle stockée dans près de trois livres de TNT.
- Parce que les IndyCars pèsent environ la moitié du poids de la voiture Next Gen de NASCAR, une IndyCar a environ la moitié de l’énergie cinétique d’une voiture Next Gen lorsque les deux voyagent à la même vitesse.
- À 330 mph, les coureurs de dragsters Top Fuel transportent l’équivalent de six livres de TNT en énergie cinétique.
Toute l’énergie cinétique d’une voiture doit être transformée en d’autres types d’énergie lorsque la voiture ralentit ou s’arrête. NASCAR déclare que plus d’accidents se produisent à des vitesses de fermeture plus élevées, ce qui signifie plus d’énergie cinétique.
Collisions plus longues > collisions plus courtes
Cela semble contre-intuitif, n’est-ce pas ? Qui veut être dans un accident plus longtemps que nécessaire ?
Mais plus une collision dure longtemps, plus il y a de temps pour transformer l’énergie cinétique.
Une voiture aux stands commence à ralentir bien en dessous d’elle atteint son stand. L’énergie cinétique de la voiture est transformée en énergie thermique (freins et rotors qui chauffent), en énergie lumineuse (rotors incandescents) et même en énergie sonore (grincement des pneus).
La même quantité d’énergie cinétique doit être transformée lors d’une collision, mais beaucoup plus rapidement. En plus de la chaleur, de la lumière et du son, l’énergie est transformée via la voiture qui tourne et les pièces qui se déforment ou se cassent. (Cette vidéo sur le crash des qualifications de Michael McDowell au Texas en 2008 va plus en détail.)
La force produite par une collision dépend du temps que met la voiture à s’arrêter. Comparez la force de votre ceinture de sécurité lorsque vous ralentissez à un panneau d’arrêt à ce que vous ressentez si vous devez brusquement appuyer sur les freins.
Pour vous donner une idée de la rapidité des collisions, l’impact initial du mur lors de l’accident qui a tué Dale Earnhardt Sr. n’a duré que huit centièmes (0,08) de seconde.
Les barrières SAFER utilisent l’énergie cinétique d’une voiture pour déplacer une lourde paroi en acier et écraser des morceaux de mousse absorbant l’énergie. Cela extrait l’énergie de la voiture, et la barrière prolonge le temps de collision.
L’inconvénient est qu’une voiture avec une énergie cinétique plus faible ne déplacera pas la barrière. Ensuite, c’est comme courir dans un mur solide.
C’est le même problème que la voiture Next Gen semble avoir.
Rigidité du châssis : un problème de Goldilocks
Le châssis Next Gen est un squelette de voiture boulonné en cinq pièces, comme illustré ci-dessous.
Ce graphique ne montre pas une autre caractéristique de sécurité importante : la mousse absorbant l’énergie qui recouvre l’extérieur des pare-chocs. C’est violet dans le schéma suivant.
Toutes les voitures sont conçues de manière à ce que la partie la plus solide de la voiture entoure les occupants. Les voitures de course ne sont pas différentes.
La section centrale du châssis Next Gen est fabriquée à partir de tubes en acier robustes et de tôle. Les composants s’affaiblissent progressivement à mesure que vous vous éloignez du cockpit. Le pare-chocs, par exemple, est en alliage d’aluminium plutôt qu’en acier. Le but est de transformer toute l’énergie cinétique avant qu’elle n’atteigne le conducteur.
Étant donné que les problèmes de voiture Next Gen concernent les impacts arrière, j’ai développé et mis en évidence les deux dernières pièces du châssis.
Le pare-chocs et le clip arrière ne se cassent pas assez facilement. L’arrière des voitures Gen-6 était beaucoup plus endommagé que les voitures Next Gen après des impacts similaires.
Si votre première pensée est « Affaiblissez simplement les entretoises », vous avez un bon instinct. Cependant, il y a deux défis.
J’ai mis en évidence le premier en ligne : la pile à combustible. À peu près la seule chose pire qu’une collision dure est une collision dure et un feu.
L’autre défi est qu’un châssis est une structure holistique : ce n’est pas comme si chaque pièce faisait une chose indépendamment de toutes les autres pièces. Changer un élément pour aider à atténuer les collisions arrière pourrait rendre d’autres types de collisions plus difficiles.
Les châssis sont si complexes que les ingénieurs doivent utiliser des programmes informatiques d’analyse par éléments finis pour prédire leur comportement. Ces programmes sont analogues (et tout aussi compliqués) aux programmes informatiques de dynamique des fluides utilisés par les aérodynamiciens.
Le progrès prend du temps
Une complication sous-discutée a été notée par John Patalak, directeur général de l’ingénierie de la sécurité pour NASCAR. Il a déclaré à Dustin Long de NBC Sports en juillet qu’il avait été surpris par la rigidité de l’arrière.
Les données d’accident de la voiture Next Gen ressemblaient à celles de la voiture Gen-6, mais les données ne correspondaient pas aux expériences des conducteurs. Avant d’aborder la voiture, son équipe a dû comprendre la disparité des deux ensembles de données.
Ils ont effectué mercredi un test de collision en conditions réelles sur une nouvelle configuration. Ces tests sont complexes et coûteux : vous ne les faites pas tant que vous n’êtes pas sûr que ce que vous avez changé fera une différence significative.
Mais même si le test se déroule exactement comme prévu, ils ne sont pas terminés.
La sécurité est une cible mouvante.
Et le sera toujours.