从时速400到彻底停下需要多久？4秒，F1是怎么做到的？

一辆以时速400公里高速行驶的汽车，忽然想要停下来，那么从踩下刹车，到车辆彻底停下，需要多久呢？你可能对这个问题没有概念，因为普通的汽车是开不到时速400公里的。

虽然开不到时速400公里，但铆足了劲开到时速100公里还是做得到的，那么一辆时速100公里的汽车从紧急制动到彻底停下需要多久呢？这涉及到很多方面的因素，比如天气、风力、车型等等，不过粗略来讲，差不多需要个4、5秒钟。从时速100公里到彻底停下就需要4、5秒钟的时间，那么时速在300-400公里的F1方程式赛车，刹车需要多久呢？其实也是4秒，这是怎么做到的？说到F1赛车，我们马上想到的就是它的速度以及加速能力，一个好的车手很容易就能够在5秒钟之内将赛车的速度提高到时速200公里，但你可能不知道，F1的刹车能力和它的提速能力一样优秀，而且可能还更优秀。

F1的刹车能力是如何做到如此优秀的？无论是F1也好、普通汽车也罢，哪怕是自行车，它的制动能力都取决于它的刹车系统。

以自行车为例，碟刹的制动能力就要远超传统的刹车系统，以至于本人在第一次骑碟刹自行车的时候，直接被甩了出去，要不是因为练过，恐怕就没有机会和大家在这里讨论F1是如何制动的了。

自行车优秀的刹车能力是源于它的碟刹系统，而F1优秀的制动能力同样取决于它的刹车盘。普通汽车不也是刹车盘吗？的确，无论是普通汽车，还是F1赛车都是使用刹车盘来进行制动，而关键就在于F1的刹车盘与普通汽车大不相同。

说到盘式刹车，原理其实非常简单，就是用卡钳夹住刹车盘，利用摩擦力来使车辆停止运动。

既然原理如此简单，难道是因为F1的卡钳比普通汽车的卡钳夹得更紧，所以摩擦力更大？并不是。无论是普通汽车，还是F1，卡钳的力度相差都是不大的，力度虽然相差不大，但个头却有着明显的区别，F1卡钳明显要比普通汽车大很多，卡钳变大了，接触面积自然也就更多了，所以摩擦力也就更大了，制动效果自然也就更强了。

那么，既然把卡钳加大就可以让制动更为有效，那么为何不将其应用于普通的汽车呢？问题并没有这么简单，这里面还涉及到了另外一个物理学问题，那就是能量的转化。卡钳夹住刹车盘就可以制动，而控制卡钳的就是我们脚下的刹车踏板。

当我们踩下刹车踏板之后，这股动能会通过液压系统传递给卡钳，于是卡钳夹紧了刹车盘，此时，这股动能已经传递到了刹车盘之上，但此时它不再以动能的形式存在，而是转化为了热能。

在制动之前，车辆的行驶速度越快、制动的时间越短，所产生的热量也就越大，对于普通的汽车而言，金属刹车盘就足以抵御制动过程中所产生的热能了，可如果我们继续缩短制动的时间，金属刹车盘就难以承受了。特别是像F1赛车，我们可以想象一下，在以时速300-400公里高速行驶的过程中，突然要在4秒钟之内彻底停下来，这需要多大的摩擦力？这股摩擦力又会产生多少热量？事实上，当F1赛车的卡钳夹住刹车盘的时候，会在瞬间产生上千度的高温，而随着一次次刹车，温度不断累加，普通的金属刹车盘是绝对无法承受的。

F1赛车的刹车盘是以一种特殊材料所制造的，这是一种碳-碳复合材料，直白一点来说就是两种不同类型的碳材料，这种材料不仅耐高温，而且还不会因为高温而发生膨胀。

虽然这种碳-碳复合材料具有很好的耐高温能力，但也承受不住反复的温度累积，所以除了材料之外，F1刹车盘的结构也是与众不同的，在F1刹车盘上布满了用于散热的小孔，而且还有专门的送风管道帮助刹车盘迅速冷却散热，只有尽快将热量散播出去，才能保证后续的有效制动。F1赛车的制动性能如此强劲，除了和刹车盘有关之外，整个刹车系统也是和普通汽车不一样的，它制动做产生的动能是可以任意分配的，车手可以自行调节，踩下刹车踏板后，多少动能分配给前轮，多少动能分配给后轮，以便满足不同情况下的制动需求。如此复杂的一套系统才使得F1拥有了绝佳的制动性能，如果放在普通汽车上，就实在是有点大材小用了。

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