Optymalizacja strategii wyścigowej w sportach motorowych: Potęga podcięcia i podcięcia

Często myślimy, że sukces bolidu Formuły 1 podczas wyścigu zależy od jego kierowcy, mocy lub aerodynamiki, ale strategia (podcięcie i przecięcie) może mieć znacznie bardziej decydujący wpływ na wyniki. W końcu nie ma znaczenia, jak szybki jest twój samochód, jeśli zła strategia pitstopów sprawi, że znajdziesz się z tyłu stawki. 

Strategia podcinania i podcinania w wyścigach odegrała jeszcze ważniejszą rolę w ciągu ostatnich kilku dekad, ponieważ zespoły i ich technologie wciąż ewoluują, a różnice w osiągach między samochodami maleją. Przy podobnym tempie i osiągach na torze, czasami dobra strategiczna decyzja może być jedyną kartą, jaką zespoły mogą zagrać, aby wyprzedzić przeciwnika.

Strategia wyścigowa w przeszłości 

Przed 2010 rokiem przepisy zezwalały na tankowanie, co oznaczało, że różnica czasu okrążenia między prawie pustym samochodem a ciężkim, zatankowanym samochodem wynosiła około 1,5 sekundy. Chociaż osiągi nowego kompletu opon mogły zmniejszyć ten deficyt, trudno było całkowicie zniwelować tę karę. Paliwo stało się więc dominującą zmienną przy ustalaniu optymalnej strategii wyścigowej.  

Jednak po wprowadzeniu zakazu tankowania, osiągi opon ponownie stały się najważniejszym czynnikiem strategicznym. W związku z tym zespoły skupiły się na zarządzaniu degradacją opon, próbując opracować scenariusze podcięcia i podcięcia, aby wyprzedzić swoich konkurentów. 

Zrozumienie osiągów opon

Aby zrozumieć, jak działają podcięcia i nadcięcia, musimy najpierw zrozumieć zachowanie opon.

Guma stosowana we współczesnych oponach Formuły 1 jest silnie uzależniona od temperatury i histerezy, więc czas okrążenia, jaki może osiągnąć samochód, różni się znacznie w zależności od etapu życia opony. 

• Dowiedz się więcej o zachowaniu i degradacji opon

Istnieją zasadniczo trzy główne etapy osiągów opony podczas stintu: rozgrzewanie, stabilizacja i degradacja. Przyczepność generowana przez oponę na każdym z tych etapów różni się w zależności od sztywności mieszanki (miękka, średnia lub twarda). Poniższy wykres ilustruje typową różnicę w czasie okrążenia między miękką, średnią i twardą mieszanką podczas jednego przejazdu.

• The Miękka rozgrzewa się najszybciej i dlatego ma najszybszy początkowy czas okrążenia. Jednak gdy bardziej miękka guma zaczyna się przegrzewać, a tym samym zużywać, jej wydajność znacznie spada pod koniec stintu. 
• The Twarda wolniej się nagrzewa, dlatego na 1. okrążeniu jest o 0,5 s wolniejsza od miękkiej mieszanki. Jednak twardsza mieszanka jest bardziej odporna na przegrzanie i ulega mniejszemu zużyciu, utrzymując osiągi przez dłuższy czas i do 30. okrążenia jest o 0,7 s szybsza niż miękka.
• The Średnia często plasuje się pomiędzy twardą i miękką mieszanką pod względem osiągów. Jednak czasami trudno ją rozgrzać i dlatego na początku wyścigu jest znacznie wolniejsza od twardej i miękkiej.

Różnica w czasie okrążenia między starymi i nowymi oponami, a także różne mieszanki podczas fazy rozgrzewania (żółte) i degradacji (fioletowe) stwarzają zespołom okazję do podcięcia lub prześcignięcia przeciwników.

Co to jest podcięcie?

Wyjaśnienie podcięcia F1

Podcięcie to strategia wyścigowa, w której kierowca zjeżdża do boksu wcześniej niż jego rywal, aby zyskać przewagę dzięki świeższym oponom. Kluczem do tej strategii są trzy krytyczne etapy: inlap, pit stop i outlap. Łączny czas stracony lub zyskany podczas tej sekwencji może zaowocować udanym wyprzedzaniem, ponieważ świeże opony pozwalają kierowcy zjeżdżającemu do boksu uzyskać szybsze czasy okrążeń w porównaniu do konkurenta na starszych, wolniejszych oponach.

W scenariuszu podcięcia, kierowca A zjeżdża do boksu jako pierwszy i traci czas w boksie (około 20 sekund), ale po powrocie na tor na świeżych oponach może wykonać znacznie szybsze okrążenie. W międzyczasie kierowca B, który pozostał na zużytych oponach, wykonuje wolniejsze okrążenie, zanim w końcu zjedzie do boksu. Zanim kierowca B zakończy swój postój, kierowca A wykorzystał już przewagę prędkości wynikającą ze świeższych opon, aby zyskać pozycję na torze i wyprzedzić kierowcę B.

Podcięcie jest szczególnie skuteczne na torach o dużym zużyciu opon lub degradacji termicznej, gdzie świeże opony natychmiast oferują lepsze osiągi. Strategia ta wykorzystuje fakt, że starsze opony ulegają znacznej degradacji, spowalniając tempo samochodu. Jeśli podcięcie zostanie wykonane w odpowiednim momencie, może pomóc kierowcy wyprzedzić rywala, wykorzystując przyczepność i prędkość nowych opon.

Kluczowe czynniki udanego podcięcia:

• Osiągi opon: Świeższe opony zapewniają lepszą przyczepność i prędkość, dając kierowcy zjeżdżającemu do pit stopu znaczną przewagę. Odpowiednio wczesny zjazd do pit stopu jest kluczowy, aby w pełni wykorzystać nowe opony.
• Czysta przestrzeń na torze: Aby podcięcie zadziałało, kierowca musi wrócić na tor z wystarczającą ilością miejsca przed sobą, aby wykorzystać świeże opony bez spowalniania przez ruch uliczny. Okienko wolne od ruchu pozwala kierowcy na agresywną jazdę.
• Wydajność pit stopu: Płynny i szybki pit stop ma kluczowe znaczenie. Opóźnienia w pit lane mogą zniwelować przewagę świeższych opon, więc zminimalizowanie czasu pit stopu jest kluczem do udanego podcięcia.
• Warunki na torze: Tory z dużą degradacją opon sprzyjają podcięciom, ponieważ nowe opony oferują wyraźną przewagę prędkości. Ponadto czynniki takie jak rozgrzanie opon (lub jego brak) i czyste powietrze odgrywają kluczową rolę.
• Inne zmienne: Nieprzewidywalne elementy, takie jak żółte flagi, samochody bezpieczeństwa lub wirtualne samochody bezpieczeństwa, mogą mieć wpływ na powodzenie podcięcia. Strategia ta jest najskuteczniejsza, gdy nie występują takie zakłócenia.

Co to jest nadcięcie?

Wyjaśnienie podcięcia F1

Overcut to strategia wyścigowa, w której kierowca pozostaje na torze dłużej niż jego konkurent, który zjeżdża do boksu wcześniej. Celem jest wykorzystanie czystszego powietrza i mniejszego obciążenia paliwem (ponieważ paliwo jest zużywane), aby uzyskać szybsze czasy okrążeń, podczas gdy konkurent jest w boksach, ostatecznie zyskując pozycję na torze, gdy kierowca overcut zatrzyma się. Po pit stopie kierowca, który pozostał na torze (kierowca A), może często wyprzedzić kierowcę, który zjechał wcześniej (kierowcę B), wykorzystując lukę w osiągach powstałą podczas tych okrążeń.

Jednym z kluczowych czynników strategii overcut jest to, że kierowca B, który zjechał do boksu jako pierwszy, może mieć trudności z rozgrzaniem opon, zwłaszcza jeśli zmieni je na twardszą mieszankę, która potrzebuje więcej czasu, aby osiągnąć optymalną temperaturę. Z kolei kierowca A jest często zachęcany do ostrej jazdy na zużytych oponach, maksymalizując osiągi samochodu w czystym powietrzu, aby uzyskać przewagę czasową. Po kilku takich okrążeniach, gdy kierowca A w końcu zjeżdża do boksu, może powrócić na tor przed kierowcą B, z powodzeniem wykonując overcut.

Kluczowe czynniki udanego podcięcia:

• Zarządzanie oponami: Kierowca pozostający na zewnątrz (kierowca A) musi utrzymać konkurencyjne czasy okrążeń na zużytych oponach, wydobywając maksymalne osiągi podczas tych kluczowych okrążeń.
• Warunki na torze: Przecięcia są powszechne na torach o niskiej przyczepności lub niskiej degradacji, lub w mokrych warunkach, gdzie potrzeba kilku okrążeń, aby opony osiągnęły temperaturę. Czystsze powietrze i lżejszy samochód mogą skutkować szybszymi okrążeniami.
• Osiągi konkurenta: Jeśli kierowca B na świeżych oponach natknie się na ruch uliczny lub ma trudności z rozgrzaniem opon, daje to kierowcy A przewagę. Podobnie, podcięcie może być skuteczne, gdy istnieje znaczna różnica w osiągach między samochodami, gdzie szybszy samochód może wykorzystać czyste powietrze po zjeździe rywala do boksu.

Wykorzystując te czynniki, podcięcie może być potężną strategią, aby zyskać pozycję na torze, zwłaszcza gdy osiągi opon lub warunki drogowe odgrywają decydującą rolę.

Podcięcie w akcji

Wyprzedzenie przeciwnika podczas wyścigu jest prawdziwym triumfem, jednak pełny wynik strategicznego podcięcia lub podcięcia nie rozgrywa się aż do końca wyścigu. 

Grand Prix Bahrajnu 2021 dobrze to ilustruje. Tor Sakhir jest trudny dla tylnych opon i dlatego stanowi dobrą okazję do podcięcia. Hamilton stracił prowadzenie na rzecz Verstappena na pierwszym okrążeniu, a Mercedes natychmiast zmienił strategię. Podczas pierwszego pitstopu (1) Mercedes podciął Red Bulla o 4 okrążenia, co pozwoliło Hamiltonowi wyprzedzić Verstappena na 18. okrążeniu. 

Hamilton zdołał wypracować 7 sekund przewagi nad Verstappenem i zaliczył drugi pitstop (2) na 28. okrążeniu. Jednak, aby przezwyciężyć podcięcie, Red Bull zdecydował się wydłużyć żywotność opon Verstappena o kolejne 11 okrążeń, aby zbudować przesunięcie wieku opon. W rezultacie, po pit-stopie Verstappen szybko dogonił Hamiltona i walczył o prowadzenie. Chociaż strategicznie Verstappen powinien był wygrać, nieudany przejazd pozostawił go na drugim miejscu.

Moc skutecznego podcięcia

Ciasne ulice Monako sprawiają, że Grand Prix jest zdominowane przez ruch uliczny i oszczędzanie opon. Pitstopy są niepożądane, ponieważ nawet szybkiemu samochodowi z przewagą opon trudno jest przebić się przez stawkę. 

W 2021 r. słaba pozycja startowa sprawiła, że Hamilton podążał za Gasly'm podczas pierwszego przejazdu. Kończąc żywotność opon, Hamilton uruchamia pierwszą fazę pitstopu (1), ale Gasly pozostaje na jeszcze jednym okrążeniu, skutecznie wyprzedzając Hamiltona, aby pozostać na czele wolniejszej Alpha Tauri. 

Vettel zostaje na kolejnym okrążeniu i wyprzedza zarówno Hamiltona, jak i Gasly'ego, podczas gdy Perez z dużą przewagą w osiągach samochodu, zostaje na dwóch kolejnych okrążeniach (2) i wyprzedza wszystkich trzech kierowców. Dzięki temu manewrowi Perez z 5 sekund za Hamiltonem wyprzedza go o ponad 5 sekund. Ostatecznie Hamilton nigdy nie wyprzedza Gasly'ego, zatrzymując się na próbę najszybszego okrążenia (3) na 66. okrążeniu.

Kiedy stosować podcięcie, a kiedy nadcięcie w sportach motorowych?

Wybór między podcięciem a podcięciem zależy od kilku zmiennych, w tym charakterystyki toru, szybkości degradacji opon i warunków wyścigu. Na przykład na torach o dużym zużyciu opon podcięcie jest często bardziej efektywne, ponieważ spadek osiągów na starych oponach jest znaczny. Jednak na torach, na których zużycie opon jest mniejsze, podcięcie może się opłacić, zwłaszcza jeśli kierowca może zmaksymalizować czas okrążenia przy mniejszym obciążeniu paliwem.

Warunki pogodowe również odgrywają istotną rolę. W chłodniejszych warunkach, gdzie opony rozgrzewają się dłużej, podcięcie może być bardziej korzystne, ponieważ nowe opony mogą nie zapewniać optymalnych osiągów od razu. Z drugiej strony, w gorących warunkach, gdzie opony ulegają szybszej degradacji, podcięcie może dać przewagę szybkości.

Co więcej, strategiczne decyzje dotyczące zarządzania ruchem i czasu pit stopu mają kluczowe znaczenie. Podcięcie wymaga czystego toru przed pit stopem, podczas gdy podcięcie może być korzystne, jeśli kierowca może skorzystać z jazdy w czystym powietrzu przed postojem.

Webinarium: Jak zoptymalizować strategię i analizę wyścigu

Bernadette Collins, była dyrektor ds. strategii wyścigowej w zespole Aston Martin F1, wykorzystuje prawdziwe przykłady z wyścigów F1, aby pomóc nam wyjaśnić niuanse technologiiRaceWatch i sposób, w jaki można ją zastosować w innych dyscyplinach sportowych, w tym w piłce nożnej, rugby i nie tylko.

Collins omawia sposób, w jaki zespoły rejestrują ponad 1000 punktów danych na sekundę, aby zasilić ponad 2 miliony symulacji predykcyjnych. Odbywa się to na każdym etapie, od sesji treningowych, przez kwalifikacje, aż po dzień wyścigu. Każdy zakręt, specyfikacja i symulacja predykcyjna są wykonywane z analityczną precyzją.

W tym webinarium dotyczącym strategii i analizy wyścigów dowiesz się:

• Technologia zasilająca analizę zespołu F1
• Wykorzystanie symulacji predykcyjnych do wpływania na wyniki wydajności
• Jak w przyszłości sporty takie jak piłka nożna i rugby mogą wykorzystać tę technologię?
• I więcej

Jak narzędzia strategii wyścigowej mogą pomóc 

W warunkach wysokiej presji wyścigowej szybkie podejmowanie trafnych decyzji ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia lepszych wyników niż konkurencja. Dlatego stratedzy polegają na narzędziach do strategii wyścigowej, takich jak RaceWatch do przewidywania degradacji opon, tempa i pitstopów innych zespołów, aby dać im pewność w podejmowaniu decyzji.

Gotowy zrewolucjonizować swoją strategię wyścigową?

Wykorzystaj moc RaceWatch by Catapult, aby uzyskać strategiczną przewagę, która może poprowadzić Twój zespół do zwycięstwa. Odkryj technologię, która umożliwia zespołom sportów motorowych opanowanie sztuki podcinania i podcinania. Poznaj RaceWatch już teraz.

Artykuł napisany przez: Gemma Hatton