Optimalizace závodní strategie v motoristickém sportu: Síla podbíhání a přebíhání

Často si myslíme, že úspěch vozu formule 1 během závodu závisí na jeho jezdci, výkonu nebo aerodynamice, ale strategie (podřazení a nadřazení) může mít na výsledky mnohem větší vliv. Koneckonců nezáleží na tom, jak rychlý je váš vůz, pokud vás špatná strategie zastávek v boxech dostane na konec startovního pole. 

V posledních několika desetiletích hraje strategie podřazování a přebíjení závodních vozů ještě důležitější roli, protože týmy a jejich technologie se neustále vyvíjejí a výkonnostní rozdíly mezi vozy se snižují. Při podobném tempu a výkonu na trati může být někdy dobré strategické rozhodnutí jedinou kartou, kterou mohou týmy zahrát, aby předjely soupeře.

Strategie závodu v minulosti 

Před rokem 2010 předpisy povolovaly doplňování paliva, což znamenalo, že rozdíl v čase na kolo mezi téměř prázdným vozem a těžkým vozem s doplněným palivem byl přibližně 1,5 s. Přestože výkon nové sady pneumatik mohl tento deficit snížit, bylo obtížné tuto penalizaci zcela překonat. Dominantní proměnnou při stanovení optimální závodní strategie se tak stalo palivo.  

Po zákazu tankování však byl nejdůležitějším strategickým faktorem opět výkon pneumatik. Týmy se proto soustředily na řízení degradace pneumatik a snažily se vymyslet scénáře podřazování a předřazování, aby mohly předjet své konkurenty. 

Pochopení výkonu pneumatik

Abychom pochopili, jak fungují podřezání a přeřezání, musíme nejprve porozumět chování pneumatik.

Pryž používaná v dnešních pneumatikách Formule 1 je silně ovlivněna teplotou a hysterezí, takže čas na kolo, kterého může vůz dosáhnout, se výrazně liší v závislosti na tom, v jaké fázi životnosti se pneumatika nachází. 

• Další informace o chování a degradaci pneumatik

V zásadě existují tři hlavní fáze chování pneumatik během stintu: zahřívání, stabilizace a degradace. Přilnavost, kterou pneumatika v každé z těchto fází vytváří, se liší podle tuhosti směsi (měkká, střední nebo tvrdá). Níže uvedený graf znázorňuje typický rozdíl v čase na kolo mezi měkkou, střední a tvrdou směsí v průběhu stintu.

• Na stránkách Soft Nejrychleji se zahřívá, a proto má nejrychlejší počáteční čas na kolo. Jakmile se však měkčí guma začne přehřívat a opotřebovávat, její výkonnost ke konci stintu výrazně klesá. 
• Na stránkách Hard Směs se zahřívá pomaleji, a proto je v prvním kole o 0,5 s pomalejší než směs Soft. Tvrdší směs je však odolnější vůči přehřátí a méně se opotřebovává, takže si udržuje výkon po delší dobu a ve 30. kole je o 0,7 s rychlejší než měkká směs.
• Na stránkách Medium směs se z hlediska výkonu často nachází mezi směsí Hard a Soft. Tato směs se však někdy obtížně zahřívá, a proto je na začátku stintu mnohem pomalejší než směs Hard i Soft.

Rozdíl v časech na kolo mezi starými a novými pneumatikami, stejně jako rozdílné směsi během zahřívací (žlutá) a degradační (fialová) fáze, představuje pro týmy příležitost, jak podrazit nebo předehnat své soupeře.

Co je to podseknutí?

Vysvětlení podseknutí F1

Podřazení je závodní strategie, při níž jezdec zajede do boxů dříve než jeho soupeř, aby získal výhodu díky použití čerstvějších pneumatik. Klíč k této strategii spočívá ve třech kritických fázích: nájezd, zastávka v boxech a výjezd. Celková časová ztráta nebo zisk během této sekvence může vést k úspěšnému předjetí, protože čerstvé pneumatiky umožňují jezdci, který zajede do boxů, dosáhnout rychlejšího času na kolo ve srovnání se soupeřem na starších a pomalejších pneumatikách.

Při scénáři s podseknutím jezdec A zajede do boxů jako první a ztratí čas v boxech (přibližně 20 sekund), ale jakmile se vrátí na trať na čerstvých pneumatikách, může dokončit mnohem rychlejší výjezd. Mezitím jezdec B, který zůstal venku na opotřebovaných pneumatikách, absolvuje pomalejší inlap a nakonec zajede do boxů. Než jezdec B dokončí zastávku, jezdec A již využije rychlostní výhodu čerstvějších pneumatik k získání pozice na trati a předjede jezdce B.

Podřazení je obzvláště účinné na okruzích s vysokým opotřebením pneumatik nebo tepelnou degradací, kde čerstvé pneumatiky okamžitě nabízejí lepší výkon. Tato strategie využívá skutečnosti, že starší pneumatiky výrazně degradují a zpomalují tempo vozu. Pokud je podřazení dokonale načasováno, může jezdec díky využití přilnavosti a rychlosti nových pneumatik předskočit svého soupeře.

Klíčové faktory pro úspěšné podříznutí:

• Výkon pneumatik: Čerstvější pneumatiky mají lepší přilnavost a rychlost, což dává řidiči v boxech značnou výhodu. Načasování zastávky v boxech dostatečně brzy na to, abyste z těchto nových pneumatik vytěžili maximum, je klíčové.
• Volný prostor na trati: Aby podřazení fungovalo, musí mít řidič na trati dostatek prostoru, aby mohl využít čerstvé pneumatiky a nebyl zpomalován provozem. Okno bez provozu umožňuje řidiči agresivní jízdu.
• Efektivita zastávek v boxech: Hladká a rychlá zastávka v boxech je zásadní. Zpoždění v boxové uličce může zmařit výhodu čerstvějších pneumatik, takže klíčem k úspěšnému podřazení je minimalizace času v boxech.
• Podmínky na trati: Na okruzích s vysokou degradací pneumatik je výhodou podhuštění, protože nové pneumatiky nabízejí jasnou rychlostní výhodu. Kromě toho hrají zásadní roli faktory jako zahřátí pneumatik (nebo jeho nedostatek) a čistý vzduch.
• Další proměnné: Úspěšnost podřazení mohou ovlivnit nepředvídatelné prvky, jako jsou žluté vlajky, safety cars nebo virtuální safety cars. Strategie je nejúčinnější, pokud k takovým přerušením nedojde.

Co je to přeříznutí?

Vysvětlení prořezu F1

Overcut je závodní strategie, kdy jezdec zůstává na trati déle než jeho soupeř, který zajede do boxů dříve. Cílem je využít čistšího vzduchu a nižšího zatížení palivem (protože palivo se spotřebovává) k dosažení rychlejších časů na kolo, zatímco je soupeř v boxech, a nakonec získat pozici na trati, jakmile jezdec s overcutem zastaví. Po zastávce v boxech se může jezdec, který zůstal venku (jezdec A), často dostat před jezdce, který zajel do boxů dříve (jezdec B), a využít tak výkonnostní mezery vzniklé během těchto kol.

Jedním z klíčových faktorů strategie "overcut" je skutečnost, že jezdec B, který zajel do boxů jako první, může mít problémy se zahřátím pneumatik, zejména pokud přejde na tvrdší směs, které trvá déle, než dosáhne optimální teploty. Naproti tomu jezdec A má často na opotřebované pneumatiky tvrdě tlačit a maximalizovat výkon vozu v čistém vzduchu, aby získal časovou výhodu. Po několika kolech, kdy jezdec A konečně zajede do boxů, se může vrátit na trať před jezdcem B, který úspěšně provede přebrzdění.

Klíčové faktory pro úspěšné přeříznutí:

• Správa pneumatik: Jezdec, který zůstává venku (jezdec A), musí na opotřebovaných pneumatikách udržovat konkurenceschopné časy na kolo a v těchto rozhodujících kolech dosáhnout maximálního výkonu.
• Podmínky na trati: Na tratích s nízkou přilnavostí, nízkou degradací nebo na mokrých tratích, kde je potřeba několik výjezdů, aby se pneumatiky zahřály na požadovanou teplotu, jsou přebroušení běžná. Čistší vzduch a lehčí vůz mohou vést k rychlejším kolům.
• Výkonnost konkurenta: Pokud řidič B na čerstvých pneumatikách narazí na dopravní zácpu nebo má potíže se zahřátím pneumatik, získá řidič A výhodu. Stejně tak může být přebrždění účinné, pokud je mezi vozy výrazný výkonnostní rozdíl, kdy rychlejší vůz může využít čistého vzduchu poté, co soupeř zajede do boxů.

Využitím těchto faktorů může být převýšení účinnou strategií pro získání pozice na trati, zejména pokud rozhodující roli hraje výkon pneumatik nebo dopravní podmínky.

Podřezání v akci

Předjetí soupeře během závodu je skutečným triumfem, nicméně plný výsledek strategického podřazení nebo předjetí se projeví až na konci závodu. 

Velká cena Bahrajnu 2021 to dobře ilustruje. Trať v Sakhiru je náročná na zadní pneumatiky, a proto představuje dobrou příležitost pro podřazování. Hamilton ztratil vedení ve prospěch Verstappena v 1. kole a Mercedes okamžitě změnil strategii. Při první zastávce v boxech (1) Mercedes podjel Red Bull o 4 kola, což umožnilo Hamiltonovi předjet Verstappena v 18. kole. 

Hamilton si pak dokázal vybudovat 7sekundový náskok před Verstappenem a ve 28. kole absolvoval druhou zastávku v boxech (2). Red Bull se však rozhodl, aby překonal nedotažení, a natáhl Verstappenovu životnost pneumatik na dalších 11 kol, aby vytvořil posun stáří pneumatik. V důsledku toho Verstappen po svém pitstopu rychle dostihl Hamiltona a bojoval o vedení. Ačkoli strategicky měl Verstappen vyhrát, nepovedený průjezd ho nechal na druhém místě.

Síla účinného řezu

V úzkých ulicích Monaka dominuje této Velké ceně provoz a šetření pneumatik. Zastávky v boxech jsou nežádoucí, protože i pro rychlý vůz s náskokem pneumatik je těžké se probojovat skupinou. 

V roce 2021 se Hamilton kvůli špatné pozici na startovním roštu během prvního stintu vydal za Gaslym. Hamiltonovi dochází životnost pneumatik, a tak spouští první fázi zastávky v boxech (1), ale Gasly zůstává venku ještě jedno kolo, čímž efektivně předbíhá Hamiltona, aby se udržel v čele pomalejšího vozu Alpha Tauri. 

Vettel zůstává venku o kolo déle a předjíždí Hamiltona i Gaslyho, zatímco Perez s velkou výkonnostní výhodou vozu zůstává venku o dvě kola déle (2) a předjíždí všechny tři jezdce. Tímto manévrem se Perez dostal z 5s za Hamiltona na více než 5s náskok. Hamilton nakonec Gaslyho nepředjede a nakonec zastaví na pokus o nejrychlejší kolo (3) v 66. kole.

Kdy v motoristickém sportu použít podříznutí a kdy nadříznutí?

Volba mezi podřezáním a přeřezáním závisí na několika proměnných, včetně vlastností trati, míry degradace pneumatik a podmínek závodu. Například na tratích s vysokým opotřebením pneumatik je často účinnější podřezání, protože pokles výkonu starých pneumatik je značný. Na tratích, kde je opotřebení pneumatik nižší, se však může vyplatit přebrždění, zejména pokud jezdec dokáže maximalizovat časy na kolo s nižší spotřebou paliva.

Významnou roli hrají také povětrnostní podmínky. V chladnějších podmínkách, kdy se pneumatiky déle zahřívají, může být přebroušení příznivější, protože nové pneumatiky nemusí hned podávat optimální výkon. Na druhou stranu v horkých podmínkách, kde se pneumatiky rychleji rozkládají, může podřezání přinést výhodu rychlejšího tempa.

Kromě toho jsou zásadní strategická rozhodnutí týkající se řízení dopravy a načasování zastávek v boxech. Podjíždění vyžaduje volnou trať před zastávkou v boxech, zatímco podjíždění může být výhodné, pokud jezdec před zastávkou využije volný vzduch.

Webový seminář: Jak optimalizovat strategii a analýzu závodu

Bývalá šéfka závodní strategie týmu F1 Aston Martin Bernadette Collinsová nám na reálných příkladech ze závodů F1 pomáhá rozebrat nuance technologieRaceWatch a způsoby jejího využití v dalších sportech včetně fotbalu, ragby a dalších.

Collins popisuje, jak týmy získávají více než 1 000 datových bodů za sekundu, aby mohly provádět více než 2 miliony prediktivních simulací. To se děje ve všech fázích od tréninků, přes kvalifikaci až po provedení v den závodu. Každá zatáčka, specifikace a prediktivní simulace je splněna s analytickou přesností.

V tomto webináři o strategii a analýze závodu se dozvíte:

• Technologie pro analýzu týmu F1
• Využití prediktivních simulací k ovlivnění výsledků výkonu
• Jak mohou v budoucnu tuto technologii využít sporty jako fotbal a ragby?
• A další

Jak mohou pomoci nástroje závodní strategie 

V závodě pod vysokým tlakem je rychlé přijímání přesných rozhodnutí rozhodující pro dosažení lepších výsledků než u soupeřů. Proto se stratégové spoléhají na softwarové nástroje pro závodní strategie, jako jsou např. RaceWatch které předpovídají degradaci pneumatik, tempo a zastávky v boxech ostatních týmů, aby si byli jisti svými rozhodnutími.

Jste připraveni změnit svou závodní strategii?

Využijte sílu systému RaceWatch od společnosti Catapult a získejte strategickou výhodu, která může váš tým dovést k vítězství. Objevte technologii, která umožňuje týmům motoristického sportu ovládnout umění podbíhání a přebíhání. Prozkoumejte RaceWatch nyní.

Autorem článku je: Autor: Gemma Hatton