U moet zich ervan bewust zijn dat Ultimate Stunts niet gemaakt is voor fysisch realisme. Als u realisme wilt, kijk dan naar simulators als Racer. Als u gewoon plezier wilt hebben met zelfgemaakte banen en een boel stunts, dan is Ultimate Stunts het spel voor u. Binnen de grenzen van de Ultimate Stunts physics engine kunt u auto's zo goed of zo slecht maken als u wilt. De gedachte achter Ultimate Stunt zelf is om gameplay top-prioriteit te geven. Auto's moeten in de eerste plaats leuk zijn om in te rijden. Realistische instellingen worden alleen gebruikt waar dat bijdraagt aan het rijplezier. Auto's die te moeilijk te besturen zijn zijn slecht, en te gemakkelijke auto's ook. Dit maakt car-tuning tot een soort kunst.
Niet-SI eenheden | SI eenheden | |
1 km/h | = | 0.2778 m/s |
1 mile/h | = | 0.4469 m/s |
1 hp | = | 735.5 W |
1 kW | = | 1000 W |
1 RPM | = | 9.549 rad/s |
#Symbolen: v = snelheid van de auto cwA = luchtweerstandsparameter Fdrag = luchtweerstandskracht Pdrag = Vereist vermogen om weerstand te compenseren v_max = maximum snelheid P_max = maximum vermogen van de motor r = straal van het wiel ratio_g = versnellingsverhouding van hoogste versnelling ratio_d = differential ratio (final drive ratio) w_wheel = rotatiesnelheid van het wiel w_engine = rotatiesnelheid van de motor w_engine_P_max = rotatiesnelheid van motor @ max vermogenspunt #Berekenen van maximum snelheid Fdrag = cwA * v^2 Pdrag = Fdrag * v = cwA * v^3 v_max = (P_max / cwA) ^ (1/3) cwA = Pdrag / v_max^3 #berekenen van optimale versnellingsverhoudingen w_wheel = v / r w_engine = w_wheel * ratio_g * ratio_d = v * ratio_g * ratio_d / r ratio_g * ratio_d = w_engine_P_max * r / v_maxAls u een auto heeft met een bepaald vermogen, en u wilt het een bepaalde maximum snelheid laten hebben, dan kunt u de versnellingsverhouding / differential ratio combinatie berekenen, en dan de maximum snelheid fine-tunen door de cwa waarde te veranderen.
Met de juiste eerste versnellings-verhouding kan elke motor enorme aandrijfkrachten genereren. Een hogere versnellingsverhouding betekent een grotere aandrijfkracht. I kan u horen denken: "waarom hebben auto's geen oneindig hoge versnellingsverhoudingen, als dat grotere aandrijfkrachten geeft?". Naast het feit dat er technische beperkingen zijn aan versnellingsbak-techniek, zal een motor erg snel hoge RPMs bereiken, zodat de aandrijfkracht begint te dalen, dus u zult slechts voor korte tijd voordeel hebben bij de versnelling, en daarna zult u moeten overschakelen naar een hogere versnelling. Een andere reden is dat banden slechts een beperkte hoeveelheid kracht kunnen overbrengen op de grond. Als deze kracht overschreden wordt, dan beginnen de banden te slippen in plaats van extra kracht te leveren. Dus, voor snelle acceleratie kan het slim zijn om de eerste versnelling overeen te laten komen met de maximale aandrijfkracht die door de banden geleverd kan worden.
De maximale kracht die door banden geleverd kan worden hangt sterk af van de vertikale kracht op het wiel (die hier de normaalkracht wordt genoemd). In een neutrale situatie is dit eenvoudigweg een deel van het gewicht van de auto: de gewichtsverdeling van de auto beschrijft hoeveel gewicht naar de voorwielen gaat, en hoeveel naar de achterwielen. Deze verdeling kan in Ultimate Stunts veranderd worden door het zwaartepunt (centerofmass) naar voren of naar achteren te verplaatsen. Bij accelereren, decellereren of draaien kan deze verdeling verschillen van de neutrale situatie. Als de auto accelereert, leunt het meer op de achterwielen, dus de normaalkracht op de achterwielen zal groter zijn dan in de neutrale distributie. Aangezien een grotere normaalkracht een grotere aandrijfkracht toestaat, is dit effect goed voor auto's met achterwielaandrijving, en slecht voor voorwiel-aangedreven auto's. Aerodynamische downforce van spoilers heeft ook invloed op de normaalkracht, maar voor acceleratie is dit minder belangrijk, doordat downforce gegenereerd wordt bij hoge snelheden, terwijl acceleratie de grootste krachten vereist bij lage snelheden.
Vanwege het grote aantal effecten zal hier geen exacte beschrijving gegeven worden, vooral omdat de situatie verschillend is voor voorwiel- en achterwiel-aangedreven auto's. Een exacte beschrijving is mogelijk, maar het zou een extra pagina aan formules nodig hebben. Hier is een beschrijving van de situatie waar de acceleratie geen "weight transfer" genereert, en geen aerodynamische downforce aanwezig is.
#Symbolen m = massa van de auto g = zwaartekrachtsconstante (9.81 m/s^2) Fz = zwaartekracht wfrac = fractie van gewicht op aangedreven wielen (= percentage / 100), 4WD: wfrac=1 Fn = totale normaalkracht op de aangedreven wielen mu = statische wrijvingscoefficient van aangedreven banden Ftr = maximum aandrijfkracht a = acceleratie a/g = acceleratie in G-krachten M_engine = maximum motorkoppel M_wheel = maximum totale koppel uitgeoefend op aangedreven wielen ratio_g = versnellingsverhouding van eerste versnelling ratio_d = differential ratio (final drive ratio) r = straal van de aangedreven wielen #Neutrale situatie normaalkracht Fz = m * g Fn = wfrac * Fz = wfrac * m * g #Aandrijfkracht Ftr = mu * Fn #Acceleratie a = Ftr / m = mu * Fn / m a/g = mu * Fn / Fz #Neutrale situatie acceleratie a/g = mu * wfrac #Versnellingsverhoudingen M_wheel = ratio_g * ratio_d * M_engine Ftr = M_wheel / r = ratio_g * ratio_d * M_engine / r ratio_g * ratio_d = Ftr * r / M_engine = mu * Fn * r / M_engine
#Symbolen M_brake = maximum remkoppel op een enkel wiel F_brake = maximum remkracht op een enkel wiel Fn = normaalkracht op een enkel wiel mu = statische wrijvingscoefficient van de band r = straal van het wiel F_brake = mu * Fn M_brake = r * F_brake = r * mu * Fn
If a car needs to follow a circle-shaped path, then it needs to accelerate towards the center of that circle. This means that the tires need to generate sideward forces. Also, the car needs to rotate, so that it remains aligned with the circle. About the sideward forces, you already guessed it: they are limited by the tires, just like engine and brake forces. Also, if engine or brake forces are applied on a certain wheel, then there is less force "left" for steering. Weight transfer effects are extremely important in corners. Because of the steering, the outer wheels get more weight, and the inner wheels less. Also, if the rear wheels get more grip, then the car will understeer, and if the front wheels get more grip, the car will oversteer. The distribution of normal force between front and rear wheels depends on a lot of things, so it can also be tuned in a lot of ways. The weight transfer due to accelerating and braking can be increased / reduced by putting the center of gravity lower or higher, the neutral weight distribution can be changed by moving the center of gravity forward or backward, the distribution at high speeds can be changed with the front and rear downforce, and the grip can be tuned by changing the static friction coefficient of the front or rear tires a little bit.
Another thing that needs to be tuned is how fast the car rotates. When turning into a corner, the front wheels' rotation is changed, so that a sideward force is generated on the front wheels. As this force is initially not present at the rear wheels, the car starts rotating. How fast it starts rotating depends on many things, one of them being the moment of inertia of the car. The moment of inertia is to rotations what mass is to linear motions. If the moment of inertia is extremely high, then the car will respond very slowly to steering forces: it takes a long time before the car starts steering, and after the corner it takes a long time before the car drives in a straight line again. If the moment of inertia is low, then the car will respond very quickly to changes: small changes in steering, gas or braking will cause an overreaction in the orientation of the car.
The following formulas give some general information on how fast corners can be taken with a given tire quality.
#Symbols R = radius of a corner v_max = maximum speed in this corner m = mass of the car g = gravitation constant (9.81 m/s^2) F = maximum total sideways force of the tires Fn = total normal force on the tires mu = static friction coefficient of the tires F = m * v_max^2 / R = mu * Fn = mu * m * g vmax = sqrt(R * mu * g)