Hogyan befolyásolja a gumiabroncsok degradációja a versenystratégiát: Stratégiák, tényezők és technikák
A gumiabroncsok jelentik az egyetlen kapcsolatot a versenyautó és a pálya között, ami minden versenyautó legfontosabb alkatrészévé teszi őket. Nem számít, hogy mekkora teljesítményű a motor, vagy mekkora leszorítóerőt generál az aero csomag; ha ezeket a terheléseket nem lehet hatékonyan átvinni a gumiabroncsokon keresztül, hogy tapadást hozzanak létre, az autó nem fog gyorsabban menni.
Bevezetés a gumiabroncsok degradációjába a versenystratégiában
Sajnos a gumiabroncsok tapadási képessége idővel csökken. A gumiabroncs teljesítményének romlása azt jelenti, hogy a gumiabroncsok nem tartanak olyan sokáig, ami lassabb köridőket és rövidebb etapokat eredményez. Ezért a gumiabroncsok romlása a motorsportban jelentősen befolyásolhatja a versenystratégiát, ezért a csapatok és a versenyzők olyan sok erőfeszítést tesznek a gumiabroncsok megértésére, előrejelzésére és kezelésére.
A gumiabroncs viselkedésének és tapadásának megértése
Hogyan viselkedik a gumi a pályán
A gumiabroncsok megértéséhez először is meg kell értenünk, hogyan viselkedik a gumi. A gumi viszkoelasztikus, ami azt jelenti, hogy ha egyszer deformálódik, nem tér vissza azonnal az eredeti alakjába. Ez alatt a késedelem alatt energiát vesz fel és alakít át hővé. Az elnyelt energia teljes mennyisége a gumi feszültségének számától és hőmérsékletétől függ. Ha például a gumi hideg, vagy túl nagy frekvenciával gerjesztett, kemény és törékeny lesz. Míg, ha a gumi meleg, vagy lassan csúszik, rugalmas és gumiszerű lesz.
A viszkoelaszticitás szerepe a markolatgyártásban
Ahogy a kerék forog a pálya felületén, a gumi viszkoelasztikus természete lehetővé teszi, hogy a gumiabroncs kissé megcsússzon, ami a tapadást előidéző súrlódási erőket generálja. A tapadás maximalizálásához a guminak egy bizonyos hőmérsékleti tartományban kell lennie, hogy rugalmasan viselkedjen. Ez biztosítja, hogy a gumi maximálisan érintkezzen az aszfalttal, növelve a gumiabroncs érintkezési felületét és ezáltal a tapadást. Ha a gumi ezen a hőmérsékleti tartományon kívül van, a gumiabroncs teljesítménye romlik.
A gumiabroncsok károsodásának fő okai
A gumiabroncsok romlásának három fő oka van: a kopás, a hőmérséklet és a nyomás.
1. Viseljen
Ahogy a gumiabroncs gumija az aszfalton mozog, fokozatosan kopik, így kevesebb gumi marad a hőtermeléshez. Ennek következtében csökken a gumiabroncs hőmérséklete, és a gumi merevebbé válik. Ez csökkenti a tapadást, így a gumiabroncs jobban csúszik, ami növeli a kopást, és a ciklus ismétlődik.
2. Hőmérséklet
Amikor a gumiabroncs az üzemi hőmérséklettartományon belül működik, ez a kopás, az úgynevezett kopás viszonylag állandó, és a gumiabroncs teljesítményének fokozatos romlásához vezet, amit a stratégák könnyen figyelembe tudnak venni a számításaikban. Ha azonban a gumi túlmelegszik, felforrósodik, felszakítva a gumiabroncs felületét, és nagy darabokat távolít el a gumiból. Másrészt, ha a gumi túl hideg, akkor törékennyé válik, és a felülete elkezd letörni, ami szemcsésedéshez vezet.
Mind a hólyagosodás, mind a szemcsésedés jelentősen csökkenti az érintkezési felületet és ezáltal a tapadást, ami extrém, nem lineáris teljesítménycsökkenéshez vezethet - a stratégák rémálma.
3. Nyomás
A gumiabroncs belső nyomása is hozzájárulhat a degradációhoz. A gumiabroncs hőmérsékletének növekedésével az üzemi nyomás is növekszik. Ha túl magas, a gumiabroncs gyakorlatilag felfúvódik, és csökkenti az érintkezési felület méretét. Ez elősegítheti a gumi további túlmelegedését az érintkezési ponton, ami növeli a hólyagosodás kockázatát.
A gumiabroncsok degradációjának hatása a versenystratégiára
A gumiabroncsok leépülése miatt körönként elvesztett idő az egyik legfontosabb változó, amelyet a stratégák figyelembe vesznek a stratégia meghatározásakor. Vajon hatékonyabb, ha számos boxkiállást hajtunk végre, de ezt az időt a lágyabb, tehát gyorsabb keverékeken való versenyzéssel nyerjük vissza? Vagy inkább kerülni kell a boxkiállásokat abban a reményben, hogy a versenyző a gumikat tartósabbá tudja tenni?
A boxkiállások gyakoriságának optimalizálása a gumiabroncsok kopása alapján
Aztán ott van a kérdés, hogy mikor kell a gödörbe menni. Ha a degradáció magas, akkor a friss gumikon való versenyzés előnye miatt az alávágás erős manőver. Ha azonban a degradáció alacsony, a túlfutás lehetővé teheti a csapatok számára, hogy kihasználják a pálya pozícióját, amíg az ellenfelek bemelegítik az új abroncsokat.
Taktikák a gumiabroncsok degradációjának kezelésére
Akár a kvalifikációs körön akar egy csapat maximális teljesítményt nyújtani, akár egy etap alatt akarja minimalizálni a gumiabroncsok degradációját, a leghatékonyabb módja a gumiabroncsok teljesítményének szabályozására az, ha mindkét tengely azonos ütemben degradálódik. Sajnos ez szinte lehetetlen, amikor a kanyarodás során mindkét gumiabroncs különböző terhelésnek van kitéve. Ezért a csapatok minden lehetséges taktikát bevetnek a tapadás kihasználására és kezelésére.
Gumiabroncsok felmelegítése az optimális teljesítmény érdekében
Az egyik legfontosabb taktika a gumiabroncsok hatékony felmelegítése. Az ülés előtt gumitakarókat és sütőket használnak a gumik előmelegítésére, míg a bajnokságokban, ahol ez nem megengedett, a csapatok gyakran a napon hagyják a gumikat. A gumiabroncsok előmelegítése nemcsak az optimális hőmérsékleti tartomány felé mozdítja el őket, hanem csökkenti a futónyomás növekedését is. Ha a gumikat hidegről melegítenék fel, a belső nyomás drámaian megnőne, ami a gumiabroncs felfúvódásához és sokkal kisebb érintkezési felülethez vezetne.
A pályára érve a versenyzőnek következetesen és lassan kell bemelegítenie a gumiabroncsokat, elkerülve a gumifelületet károsító blokkolásokat vagy csúszásokat. Következésképpen a versenyzők gyakran végeznek egy outlapot és egy preplapot, hogy mindkét tengelyt felmelegítsék a kvalifikációs kör megkezdése előtt. A biztonsági autó és a sárga zászlós időszakok alatt a versenyzők az egyenesekben tekernek, hogy fenntartsák a gumik hőmérsékletét, és elkerüljék a blokkolást az első kanyarban, amint a biztonsági autó bejön.
A gumiabroncsok bemelegedése is befolyásolhatja a verseny közbeni stratégiai döntéseket. Előfordul, hogy a csapatok az aláhajtást választják, még akkor is, ha ez a pályapozíció feláldozásával jár, hogy a versenyzőjük egy körrel korábban tudja felmelegíteni a gumikat, mint a riválisa. Így, amikor a versenytárs előttük hagyja el a boxot a hidegebb gumikon, a versenyzőnek megvan a tapadása az előzéshez. Ez leginkább nedves vagy változó körülmények között zajló versenyeken, illetve keményebb gumikkal történő versenyeken fordul elő, ahol a bemelegedési fázis több kört is igénybe vehet.
A versenyzőnek is jelentős befolyása lehet a gumikezelésre a stintek során. Beállíthatja például a fékerősséget, hogy több energiát juttasson az első vagy a hátsó fékbe, ami viszont a felnifűtésen keresztül felmelegíti a gumiabroncsokat. Ilyenkor a fékek hűtésére használt friss, hűvös levegőt több száz fokra melegítik fel. Ez a hő aztán átadódik a keréktárcsának, amely a gumiabroncsokba sugárzik. A Formula 1-ben a keréktárcsa 10 fokos felmelegítése körülbelül 1 fokos növekedést jelenthet a gumiabroncs karkaszának hőmérsékletében - ez jelentheti a különbséget az optimális hőmérsékleti tartományon belüli vagy kívüli hőmérséklet között.
Versenyen belüli technikák: Fékezés és emelés és előzés: Fékezés és előfeszítés
Olyan helyzetekben, amikor a gumiabroncsok túlmelegednek, a járművezetők felemelhetik a járművet, hogy csökkentsék az egyes gumiabroncsokra nehezedő terhelést. Ha ezt a kör bizonyos kanyaraiban hatékonyan teszik, a versenyzők gyakran megóvhatják a gumiabroncsokat anélkül, hogy ténylegesen köridőt veszítenének. A szükséges gumikezelés mértékét a verseny előtt határozzák meg a gumiabroncsok degradációs görbéinek és a versenytervező nézeteinek segítségével az olyan versenystratégiai szoftverekben, mint például a következők. RaceWatch.
RaceWatch: A gumiabroncsok degradációjának elemzéséhez nélkülözhetetlen eszköz
A stratégák ezután több versenytervet is meghatározhatnak, mindegyiket más-más boxkiállási stratégiával, és a pilótával együttműködve meghatározhatják, hogy mekkora emelésre és menetteljesítményre van szükség ahhoz, hogy a gumik kitartsanak. Ezért a verseny során, ha a gumiabroncsok degradációja eltér a várttól, a versenyzőknek azt mondják, hogy "váltsanak a B tervre". Ez nem csak azt jelenti, hogy egy másik boxkiállási stratégiára váltottak, hanem azt is, hogy az előre meghatározott deltáknak megfelelően kell vezetniük ahhoz, hogy a gumik kitartsanak.
A stratégia tervezése és kiigazítása a RaceWatch segítségével
A gumiabroncsok lebomlásának kezelése a győztes versenystratégia végrehajtásának titka, és az olyan szoftverek, mint a RaceWatch a mérnökök számára a gyors és pontos döntések meghozatalához szükséges kulcsfontosságú információkat biztosíthatja. A bajnokságok során számtalanszor előfordult már, hogy a gumikra való odafigyelés segített a csapatoknak elkerülni a mindent eldöntő boxkiállást, és így a dobogó legfelső fokára állhattak.
Cikk írta:: Gemma Hatton
*Ez a tartalom eredetileg 2024 áprilisában jelent meg, de azóta frissítésre került a betekintés pontosságának és a felhasználói élmény fenntartása érdekében.