知乎日報：賽車漂移出彎真的比正常出彎速度快嗎？

　　我來提供一個全面的答案。提示，這肯定是全網最好的答案，沒有之一。

　　滑動摩擦力會小於靜摩擦力是一個大家都知道的常識，就這一點，在我們認知中，抓地必然是快過漂移的，似乎沒有任何疑問。

　　但這個啊，得問賽車手，車手都選擇抓地的彎當然是抓地快，都選擇漂移的彎當然是漂移快。

　　在拉力賽中，無論柏油路面還是沙土路面，漂移都司空見慣。似乎與摩擦力原理相違背?

　　是難以置信，但汽車不是一個質點，不能使用單一的摩擦力去理解。

　　漂移不只是表演。漂移比抓地快，這個可以有。

　　以下是物理解釋。

　　其中有些東西看起來比較難理解，但請相信都是中學的基礎知識，而且基本都是跟賽車相關的，就算漂移用不到，也可以加深對車的理解。

　　簡要提綱

　　1.摩擦力重新分配 前後輪工作並不一樣——大彎漂移的原因

　　a.驅動輪摩擦力特點

　　b.重心轉移

　　c.分層路面使得摩擦力改變不大

　　d.控制角加速度

　　2.車輪角度的機械極限突破轉向極限——小彎漂移的原因

　　a.側偏力形成的阻力與轉彎角度

　　b.過彎角速度相同，半徑減小對抓地力的要求減小

　　c.“增加”賽道寬度與彎道大小的錯覺

　　不漂移的原因

　　重新分配無法彌補摩擦力損失(1 不能實現)

　　人為避免漂移的場地設計(2 不能實現)

　　其他(空氣動力，輪胎壽命，不可控性等)

　　補充 偏航角與四驅車漂移

　　後驅漂移的計算

　　1.摩擦力重新分配

　　a.驅動輪摩擦力 前後輪向心力的差別 一般情況下，假設汽車前後輪條件一致，那麼前後輪胎與地面之間的最大摩擦力是一樣的。過彎時，只要輪胎抓地力能夠提供足夠的向心加速度，那麼車輪就不會打滑。

　　前驅車容易轉向不足叫“推頭”，後驅車容易轉向過度叫“甩尾”，出現這些情況的原因就在這個驅動輪上。

　　過彎時，要保證前進速度不變，驅動輪要提供一定的推力來克服阻力，這個推力也同樣由與地面的摩擦力提供。

　　這樣驅動輪就身兼兩職，不僅驅動力，還要提供向心力。看看摩擦力圓。

　　前輪不用提供驅動力，可以全力提供向心力

　　後輪卻要提供驅動力來克服風阻和路阻，向心力和驅動力的合力才是輪胎總受力

　　很直觀，先 HOLD 不住的一般都是驅動輪，向心力供應不上啊。

　　就是説，當前輪並沒有達到最大摩擦力的時候，後輪已經開始滑動。

　　前輪多出的那部分向心力是浪費掉的，後輪多大它就只能，否則車身會旋轉。

　　這個問題有辦法解決嗎?不着急，先來學習一下車的重心轉移。

　　b.重心向後轉移 前後剎車比 摩擦力公式 F=μN，壓力 N 越大時，摩擦力才越大。車重心的前後，直接影響前後輪的最大摩擦力。

　　最簡單也好理解的就是剎車時車身的重心前移。車輛剎車在這方面調教，是為了控制前後輪抱死的同步性，否則，由於重心的前移，後輪最大摩擦力小於前輪，同樣的剎車力會使後輪容易提前抱死，然後造成轉向過度。某些民用車的剎車盤就在大小上體現就很直觀，比如寶來的前輪與後輪。

　　這樣，前後輪分工不均就有了一定的解決辦法——漂移。通過重心轉移，把前輪的一部分摩擦力借給後輪，實現共同富裕。

　　過彎時，由於汽車的側傾，重心會朝外側轉移。為了便於直觀理解，用 LFS 弄了幾個圖，輪上壓力的分配顯而易見。

　　圖 1 圖 2 是沙土路面，注意看車手的手打方向盤的方向與彎道反向

　　前內側輪幾乎沒壓力，都給其它輪子借走了

　　看看現實中，老年代步車的後外側輪表示壓力巨大 http://image92.360doc.com/DownloadImg/2016/01/0505/63993649_9.gif

　　圖 3 是同一賽道的水泥路面，打方向盤的方向與彎道同向

　　這樣的跑法雖然有時也有側滑也有偏航角，但是算不上漂移。

　　有重心轉移這麼神奇的方法，為什麼在水泥賽道上，同一輛車還是選擇了抓地過彎呢?

　　這是因為，前面沒有討論靜摩擦變動摩擦帶來的損失。當這個損失小到可以用重心轉移來彌補時，才值得這麼去做。這就涉及到了路面的類型和摩擦力變化。

　　c.分層材質路面使得摩擦力改變不大 定量分析材料間的摩擦力是一件複雜的事，但可以簡單些去理解。

　　我們可以把沙石路表面的沙石看成滑動介質，不管它們如何輪胎的接觸，這層沙土與硬路基之間都是滑動的，也就是説可以把沙石路看成一直都是滑動摩擦，是否漂移對摩擦力影響並不顯著。車後揚起的塵土就是滑動的部分。

　　下雨下雪的時候，形成的水膜同樣能在一定程度上起到這個滑動層的效果。

　　視頻 紐北的下雨天 http://v.ku6.com/show/mfCmUnrKjYrnJcbRNDN_eQ...html

　　但是為什麼這麼多車在幹水泥路上還能很好的漂移呢，一般是通過調教，人為減小後輪抓地，比如前胎用半光頭後輪用普通胎，改變後輪氣壓減小抓地，調節前懸掛軟後懸掛硬等等 。

　　問題到這裏告一個段落了，雖然在水泥路面任憑你再如何都無法彌補摩擦力下降帶來的巨大損失，但漂移產生的重心轉移確實可以在某些路面上以更快的速度過彎。

　　場地賽車為什麼不漂移(本文不包含 Rallycross 之類非鋪裝場地)

　　不夠快。

　　由於摩擦力改變不大，拉力賽車在起飄後能重新平衡，調整過程中油門大小几乎不用改變。

　　而場地賽車漂是能漂，但由於摩擦力減小幅度大，如果想保持走線維持弧度，就需要明顯收油，以降速為代價重新平衡。F1 中這種漂移是屬於失誤後的修正。

　　就算不考慮速度，也還可以找到其他原因

　　空氣動力，場地賽車定風翼的下壓力 90 公里的低速下，F1 前後定風翼及底盤能提供相當於車身重量 10%的下壓力，相應的摩擦力也憑空增加了 10%，高速下更為可觀，甚至可以超過車身自身的重量的 100%。這是無法捨棄的部分。漂移的車，車身方向與前進方向不相同，迎風面發生變化，將會損失很多下壓力，帶來很多其他不穩定性。

　　輪胎壽命 與普通胎不同，熱熔胎並不耐磨，消耗極快，如果漂移成為常規，將對輪胎的磨損嚴重，且不説其中存在的風險，就算多一次進站換胎，損失的時間也是個大問題。

　　低可控性 漂移是遊走失控與可控之間，我們看看這個視頻就明白了，大量馬失前蹄的漂移車 http://v.youku.com/v_show/id_XNTIyNTEzMjYw.html

　　等等，我們發現了，剛才那個視頻開始 20 秒的時候，有兩輛車在摩擦力很好的幹水泥路面上選擇了漂移。

　　沒看錯，就是這樣。還是那句話，汽車不是一個質點，沒那麼簡單。它那麼大個子，卻只能通過兩隻前輪的擺動來控制方向。

　　2.突破車輪角度的機械極限 實際上這個是比摩擦力重分配更常見的，是多數車輛甩尾過彎的原因，不管你是前驅後驅還是四驅。

　　a.側偏力及其形成的阻力 轉彎半徑的極限 開手動擋的人都知道，轉彎的時候更加容易熄火。

　　汽車在轉彎時，前輪會受到側偏力的作用，這個側偏力與後輪驅動力的方向不一致，從而形成的阻力。隨着前輪角度的變大，側偏力向後的分力會越大。一般車輛轉向角都在 45 度以內，接近這個角度後，阻力會急劇增大，關鍵在於，這個增大的阻力額外消耗後輪的驅動力(1a 那個驅動力圓)，會成為壓垮駱駝的最後一根稻草，在打大方向時，即使油門不是很重，也很容易失去抓地而失控，讓車無法在穩油維持速度的同時過彎。

　　既然會有以上問題，那麼車的轉彎半徑就給限制了，這就是它的機械極限。

　　轉向中心位置

　　如圖，普通車輛轉向中心位置在後輪軸延長線上的 A 點，如果內側前輪最大轉角是 45 度，那麼這個最小轉彎半徑就基本等於軸距，再加上車身寬度。

　　這種半徑限制很難改變，我們日常過彎都必須有足夠大半徑，而且要等車身大部分過了障礙物再轉向，以免內輪差作祟。

　　可不可以減小這個轉彎半徑，可不可以改變轉向中心位置，可以提前打彎而不怕內輪差? 這些個，漂移能辦到。比如讓轉向中心轉換到上圖的 B 點。見下圖

　　突破車輪角度的機械極限，轉向中心在車輛頭部附近 http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/cefc1e178a82b901dd1292c67b8da9773812ef8c.jpg

　　在極限小彎中，轉彎半徑的瓶頸不再是抓地力，而是汽車的機械機構，固有的最小轉彎半徑。 不管前驅後驅還是四驅，都會利用一定的技巧實現甩尾，減小這個問題帶來的阻礙。 經典回頭彎，哪怕賽道再窄一點也能快速通過。 http://wanzao2.b0.upaiyun.com/system/pictures/25865791/original/15884f0cdf1c9c18.gif-550

　　關於保持轉速問題，對於一些組別的車，在過彎速度明顯低於 1 檔極速的時候也有了一點意義。把扭矩保持在發動機的最大區域。相當於鬆手剎起步的動作。

　　單車道掉頭，日常開車是不是至少需要 3 個車道的寬度呢。少打幾把輪可以省下數以噸計的時間。 http://tu.nixiba.com/picture/2014/03/12/704d3bdba6b8bb323e1da29a226a0402.gif

　　以上兩個相當於憑空創造出來了賽道空間，完成了轉向。

　　而且，過彎半徑的縮小還有一個重要的物理意義，保證避開了機械瓶頸的同時也解決掉抓地力問題。

　　b.過彎角速度相同，半徑減小對抓地力的要求減小 這是一個和大家直覺相符的物理解釋，花同樣時間過彎(角速度相等)，半徑越小，需要的向心力越小。

　　向心力公式 F=mrω2，r 為半徑 ω為角速度

　　c.提前直線加速與彎道大小的錯覺

　　利用賽道寬度是車手必備的基本功。外內外是每個喜歡賽車的人都知道的過彎方式。之所以選擇外內外，是這種方式能儘量把賽道“拉直”。增大轉彎半徑，提高最大出彎速度。

　　甩尾也有同樣神奇的功效，“拉直”賽道，車體轉向在入彎前期的剎車階段完成，省去了後期所需要的機械轉彎半徑。這個節省了的後期所需要的轉彎半徑，就是變向的“增加”的彎道後半段寬度。換一個角度説，就是提前進入了相對的直線加速階段。不要小看這一點加速時間，直道前的加速時間是最為寶貴的。

　　拉力賽有自身的路面條件。很多沒有超過前輪機械極限的彎，拉力賽車依然是漂移通過。對於提前直線加速來説，只要滑動造成的損失小於收入，就有利可圖。

　　看看這個排水溝漂移，出彎時基本沒有佔用更多賽道寬度，而且使得到下一個彎道之間也是直線。 http://b.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/e61190ef76c6a7ef77d856d3f5faaf51f2de664d.jpg 如果以同樣速度正常出彎，就需要一定寬度使車頭轉向，無法避開賽道外側的坑窪和更易滑的碎石

　　偷轉向角度這種事，如果是有高低起伏的賽道，即使是抓地良好的水泥路也可以做。比如一個起伏彎，在彎道頂部剎車的同時打過量的方向，由於坡度的下降賽車會短暫的下壓力急劇減小而失抓地，在着地以後由於慣性會短暫的下壓力急劇增大而重新獲得抓地。這種跑法能省下着地後所需的過彎寬度。

　　實際上，拉力賽車要把甩尾當日常，是因為拉力賽道的寬度確實比起場地賽要窄得多。

　　和弧形彎不同，直角彎實際的等效半徑受賽道寬度影響很大。

　　當賽道寬度較小時，考慮到賽車車身寬度和兩邊的路況，留下的轉彎半徑極其有限。當這個等效彎度接近轉彎角度極限的時候，就會發生偷轉向角度有巨大利益的狀況，以至於可以克服滑動造成的損失。

　　而弧形彎就沒有這個問題，彎道寬窄對轉彎半徑影響不大。

　　以下藍色虛線部分，在場地賽中，幾乎都會很貼心的給你大片紅白相間的硬路肩，但是在拉力賽中，只有草地，碎石，山壁和水溝迎接你。

　　拉力賽裏面較多的都是鄉土路段間的直角彎轉換。場地賽如果出現窄路的直角轉彎，速度同樣也被壓制得很低。接近最小轉彎半徑的時候，阻力會急劇增大。

　　城市小街道亦然。電影裏面，街巷飆車幾乎都會出現甩尾動作，並不是總在耍酷，有的時候真是在逃命，不漂移將直接面臨撞路邊垃圾桶。

　　不過，當你看到賽道彎度適中，地面乾燥，抓地良好，兩個車以上並排漂移，不用懷疑，肯定是表演了。 http://imgsrc.baidu.com/forum/w%3D580/sign=d178cf45d2160924dc25a213e406359b/48492e2eb9389b50284748418735e5dde6116e85.jpg 電影裏的秋名山就屬於這種，和上面的玩具車一樣，只是表演而已。本文最後更新了漂移更快的條件計算，可以參考一下。

　　總之，

　　漂移有着抓地不可比擬的這兩個獨特優勢，在一定條件下，當得到的好處大於滑動造成的損失，那麼過彎速度將更快。沒有任何疑問。

　　即便如此，在場地賽車中漂移依然絕跡。第一個方面，摩擦力損失確實無法彌補，這個好理解。第二個方面，機械極限就屬於人為原因。

　　場地賽車和拉力賽比賽方式上有着一點巨大的區別，拉力賽車間隔發車，場地賽車集體發車。發生失控的時候，拉力賽車能夠從容的自救，即使救不了也不會影響其它車比賽。場地賽車講究跟車超車，車距小車速快，發生事故的時候很容易釀成重大事故而停賽。

　　基於這一點，在賽道設計上，場地賽車就有意的規避容易產生事故的彎道，使得漂移沒有條件存在。比如在容易過速的彎道加寬硬露肩，甚至加一整片水泥地面來容錯，連長距離的高速彎道都儘量規避，當然，也肯定會規避那些極窄的直角彎與回頭彎。印象中，90 年代 F1 就因為安全原因，曾經臨時加寬過某個彎道間隔，解説員惋惜的説這樣就看不到最後階段因為搶時間而甩尾過彎的車了。

　　之所以看不到漂移，是相應的場地賽沒有漂移的條件，沒有路面摩擦條件轉換，沒有高低起伏，沒有極窄彎道。

　　如果真正到了有需要的時候，F1 車手同樣也會有動機去漂移。這個能力他們還是有的。

　　F1 賽車 紐約街頭林肯隧道 55 秒起慢動作 甩尾過零間隔回頭彎 http://v.youku.com/v_show/id_XNTYyNTY2NzI0.html

　　花絮 F1 中為了搶線而進行的漂移 http://v.ku6.com/show/P4uQe0hs_D5ZESu5.html

　　補充

　　四驅車的漂移

　　輪胎的力學模型是一個相當複雜的東西，在查閲資料過程中，有一部分有關輪胎側偏的文獻。通過數天的研讀，找出來很重要的一頁

　　這一頁告訴我們一個重要信息——這個東西，絕對不是我們能理解的。

　　於是安心的直接引用結論

　　角度在 10 度左右時，輪胎的側偏力達到最大值。 而這個側偏力在徑向的分力，是車輛轉彎的動力。當角度繼續增大，側偏力不再增大，而因為角度關係徑向分力開始減小了。

　　換句話説，當輪胎有 10 度側偏的時候，有最大的過彎向心力。

　　在後驅的方程式賽車中，這個角度的作用是存在的，轉換到車身，是一個比 10 度略小的偏航角。

　　在四驅車中，前後輪都是驅動輪，4 輪方向相同。

　　關鍵還是在於地面，由於路基順輪胎的滑動，使得這個輪胎這個特性角度增大了 15 度以上，四驅車車身偏航到了肉眼明顯可見的程度。即使車手以普通抓地的方式前進，給人的效果依然很像漂移。

　　WRC 世界拉力賽 除了出彎擺正，彎中基本還是 4 輪同向， 多數時候車手在抓地方面的選擇和場地賽車並沒有本質區別。 http://v.youku.com/v_show/id_XOTE2NDUzODc2.html

　　當然漂移的屬性還是有，四驅車本身真正能利用的只有第二個特性，漂移的提前轉向能力。

　　關於後驅漂移的計算

　　之前後驅漂移勻速過大彎的這個數據範圍之前沒細算過。發現有人看，所以百度了一份摩擦力，繼續下這個工作。

　　50km 速度下的滾動和滑動摩擦係數。黃色的是下面這個計算用到的值

　　先假設靜摩擦和動摩擦相等，則勻速過彎時

　　後輪壓力是重心轉移的大小，前文 LFS 遊戲截圖後輪約 0.6

　　漂移 / 抓地是假設靜摩擦和動摩擦相等時，漂移可以獲得的最大轉向力倍數。後輪 0.6 時，可以獲得大概 1.059 倍的抓地力，大概就是時速 50km 和時速 53km 的區別。

　　滑動容差率是靜摩擦變動摩擦後減小的百分比，根據路面情況，摩擦係數改變小於這個百分比，那麼抓地過彎比較快。後輪 0.6 時，這個值是 5.7%

　　在計算的過程中發現，滾動阻力和其它阻力的大幅度增大，和滑動摩擦的大幅度減小，在漂移中起了決定性作用，滑動容差率跟 Ct/Cs 直接相關，進而定義了個容差係數 t=2*Ct/Cs

　　當容差係數 2*Ct=Cs 時，容差係數達到最大值 1，見下表。2*Ct>Cs 時，後輪打滑，後驅車是沒法開的。