Wpływ nawierzchni toru na strategię wyścigową

Opracowanie skutecznej strategii wyścigowej w Formule 1 wymaga analizy złożonego zestawu zmiennych. Podczas gdy czynniki takie jak zużycie opon i zużycie paliwa są dobrze znane, sama nawierzchnia toru odgrywa zaskakująco istotną rolę.

Chropowatość, skład, a nawet kolor toru mogą wpływać na poziom przyczepności, co sprawia, że jest to kluczowy czynnik dla zespołów, które starają się uzyskać przewagę. Przyjrzyjmy się, jak ewolucja toru w F1, temperatura toru i różne rodzaje nawierzchni toru wpływają na strategie wyścigowe.

Zrozumienie różnych rodzajów powierzchni toru

Nawierzchnia większości torów wyścigowych składa się z asfaltu, który jest mieszanką lepiszcza bitumicznego z kruszywem, takim jak kamienie i żwir. Zazwyczaj asfalt jest nakładany na warstwy pokruszonych skał i kamieni przy użyciu techniki Stone Mastic Asphalt.

Rodzaj nawierzchni toru - w tymjakość i charakterystyka asfaltu - może znacznie różnić się na poszczególnych torach, wpływając na przyczepność i trwałość opon.

Co ciekawe, kamienie w asfalcie mogą mieć tak duży wpływ na poziom przyczepności, że często nowe tory z całego świata importują kamienie z określonych kamieniołomów w Wielkiej Brytanii, aby zapewnić wysokiej jakości nawierzchnię toru.

Chropowatość w skali mikro i makro

Aby scharakteryzować teksturę różnych typów nawierzchni, inżynierowie analizują chropowatość w skali makro i mikro. Makrochropowatość odnosi się do gładkości układu kamieni, podczas gdy mikrochropowatość to gładkość poszczególnych kamieni. 

Na przykład, powierzchnia ma wysoką makrochropowatość, jeśli między kamieniami znajdują się duże szczeliny, a kamienie wystają, tworząc szczyty pokazane na zielonym śladzie na poniższym diagramie. Jeśli jednak szczeliny te są wypełnione materiałem, wówczas powierzchnia ma niską makrochropowatość.

Jeśli powierzchnia samych kamieni jest szorstka, mikrochropowatość jest wysoka, ale jeśli kamienie są wypolerowane i gładkie, mikrochropowatość jest niska.

Przyczepność opon

Istnieją dwa sposoby generowania przyczepności przez oponę: wgniecenie i przyczepność .

Oba mechanizmy obejmują lepkosprężystość gumy odkształcającej się asymetrycznie, co generuje siłę tarcia, znaną również jako przyczepność. Wgłębienie ma miejsce, gdy guma jest pobudzana przez chropowatość toru, a przyczepność ma miejsce, gdy między gumą a torem tworzy się wiązanie molekularne, jak pokazano na poniższej ilustracji. 

Chropowatość toru znacząco wpływa na siłę tarcia generowaną między gumą a torem.

Jeśli siła tarcia lub przyczepność jest zbyt niska, opona będzie ślizgać się po powierzchni toru i zużywać. Zwiększa to degradację opony, co skraca jej żywotność, powodując ból głowy dla strategów, którzy muszą przedefiniować długość stintów.

Jak ewolucja toru w F1 wpływa na strategię wyścigową

Ewolucja toru w F1 odnosi się do stopniowego wzrostu przyczepności w miarę odkładania się gumy na torze przez opony, zwłaszcza w obszarach o wysokim tarciu, takich jak strefy hamowania i wierzchołki. Ta warstwa gumy poprawia czasy okrążeń podczas sesji, ale mogą na nią wpływać czynniki takie jak deszcz lub wiatr, które mogą zmyć gumę, pozostawiając "zielony" lub "brudny" tor o zmniejszonej przyczepności.

Tymczasowe tory, takie jak berliński tor Formuły E, często wykazują szybką ewolucję toru ze względu na częste gromadzenie się gumy, zwłaszcza na betonowych nawierzchniach. Zespoły F1 ściśle monitorują ewolucję toru, dostosowując swoje strategie do zmian poziomu przyczepności podczas każdej sesji.

Temperatura toru

Temperatura toru może również odgrywać rolę w ilości dostępnej przyczepności. Wyższe temperatury toru prowadzą do wyższych temperatur opon, co często może doprowadzić opony do ich zakresu roboczego, zwiększając przyczepność. Jednak ekstremalnie wysokie temperatury na torze mogą powodować ziarnistość i powstawanie pęcherzy. Z drugiej strony, niskie temperatury na torze utrudniają odkształcanie się gumy, a tym samym generowanie tarcia. 

Te wahania przyczepności są powodem, dla którego zespoły bacznie obserwują pogodę i temperaturę toru podczas całej sesji. Bezchmurne, słoneczne dni szybko nagrzewają tor, zwłaszcza nowo ułożone tory, które są często ciemniejsze, a zatem pochłaniają więcej ciepła. Z kolei pochmurny dzień może obniżyć temperaturę toru nawet o 20 stopni Celsjusza (68 stopni F). 

Wymiana nawierzchni i jej wpływ na warunki na torze

Zmiana nawierzchni toru może drastycznie zmienić strategię wyścigową. Nowe nawierzchnie są często uszczelniane bitumem, tworząc gładką makro i mikro teksturę, która początkowo zapewnia niską przyczepność. Przykładem tego było Grand Prix Turcji 2020, gdzie nowo wyremontowany tor miał minimalną przyczepność, powodując trudności z oponami zarówno na suchej, jak i mokrej nawierzchni.

W innych przypadkach, takich jak Texas Motor Speedway w 2021 roku, sekcje toru zostały pokryte PJ1 TrackBite w celu zwiększenia przyczepności podczas wyścigów NASCAR. Niestety, ta obróbka nawierzchni zapewniła ograniczoną przyczepność dla opon Firestone IndyCar, tworząc wąską linię wyścigową, która całkowicie zmieniła czasy okrążeń i strategie pit stopów.

Jak zespoły F1 wykorzystują technologię do zarządzania warunkami na torze?

Niestety, nie ma bezpośredniej miary stanu toru, więc zespoły muszą polegać na narzędziach takich jak RaceWatch aby zebrać wszystkie różne strumienie danych na jednej platformie. W ten sposób strategowie mogą monitorować pogodę, temperaturę toru, czasy okrążeń i nie tylko w czasie rzeczywistym, aby zrozumieć stan toru podczas każdej sesji, a także przez cały weekend. Zużycie przednich opon podczas piątkowej sesji treningowej może łatwo przerodzić się w zużycie tylnych opon podczas niedzielnego wyścigu. 

Aby pomóc zrozumieć zachowanie opon, stratedzy definiują krzywe degradacji dla każdego rodzaju mieszanki opon. Krzywe te ilustrują, w jaki sposób rozgrzanie, zużycie i przegrzanie wpływają na czasy okrążeń podczas stintu dla każdej mieszanki.

Stan toru, temperatura, a nawet tylko odnowiona część toru mogą całkowicie zmienić ich wygląd, dlatego oprogramowanie takie jak RaceWatch które aktualizuje krzywe opon w czasie rzeczywistym, jest niezbędnym narzędziem dla strategów.

Wykorzystanie krzywych degradacji do symulacji strategii

RaceWatch automatycznie wykreśla krzywą degradacji dla każdego przejazdu każdego kierowcy podczas sesji. Krzywe te są następnie uśredniane, aby uzyskać bardziej wiarygodne oszacowanie degradacji opon dla każdej mieszanki, z usuniętymi niereprezentatywnymi przejazdami.

Po dopracowaniu, te krzywe degradacji są wykorzystywane w symulacjach strategicznych do przewidywania przebiegu wyścigu dla różnych strategii pit stopów i długości stintów. Pomaga to strategowi w określeniu optymalnej liczby pit stopów i mieszanki, której należy użyć w danym stincie, aby osiągnąć najszybszy ogólny czas wyścigu.

Kluczowe wnioski

1. Ewolucja toru w F1: Gdy na torze gromadzi się guma, przyczepność wzrasta, wpływając na czasy okrążeń i strategię. Deszcz lub wiatr mogą zmyć tę warstwę, przywracając tor do stanu "zielonego" z mniejszą przyczepnością.
2. Temperatura toru w F1: Wyższe temperatury zwiększają przyczepność opon, ale mogą prowadzić do przegrzania i degradacji. Niższe temperatury zmniejszają elastyczność opon, utrudniając generowanie tarcia.
3. Różne rodzaje nawierzchni toru: Skład, chropowatość i techniki odnawiania nawierzchni toru mogą znacząco wpływać na przyczepność i degradację opon.

Zrozumienie złożonej interakcji między ewolucją toru, temperaturą toru i różnymi nawierzchniami toru ma kluczowe znaczenie dla strategów F1. Elementy te mają bezpośredni wpływ na zużycie opon, poziom przyczepności i strategię wyścigową. Dzięki zaawansowanym narzędziom do integracji danych, takim jak RaceWatch, zespoły mogą dostosowywać się do warunków panujących na torze w czasie rzeczywistym, optymalizując swoje strategie w celu osiągnięcia jak najlepszych wyników.

Jak zarządzać efektem nawierzchni toru i zoptymalizować strategię wyścigu?

Aby zagłębić się w złożoność strategii wyścigowej i kluczową rolę technologii w sportach motorowych, webinarium zatytułowane "Jak zoptymalizować strategię i analizę wyścigu" dostarcza bezcennych spostrzeżeń.

W webinarium bierze udział Bernadette Collins, była szefowa strategii wyścigowej w zespole F1 Astona Martina, która na przykładzie prawdziwych wyścigów F1 omawia zawiłości technologii RaceWatch :

Widzowie webinaru zyskają kompleksowe zrozumienie tego, w jaki sposób zespoły F1 wykorzystują technologię do przechwytywania ponad 1000 punktów danych na sekundę, zasilając ponad 2 miliony symulacji predykcyjnych podczas sesji treningowych, rund kwalifikacyjnych i samego dnia wyścigu.

Najważniejsze wnioski z webinarium poświęconego strategii i analizie wyścigów:

• Wgląd w technologię, która stanowi podstawę analizy w zespołach F1.
• Rola symulacji predykcyjnych w kształtowaniu wyników wydajności.
• Potencjalne zastosowania technologii analizy sportów motorowych w piłce nożnej, rugby i nie tylko.
• Dogłębne spojrzenie na to, jak sport może wykorzystać technologię do przyszłych postępów.

Ta sesja jest obowiązkowa dla entuzjastów i profesjonalistów, którzy chcą zrozumieć technologiczne podstawy strategii wyścigowej w F1 i jej potencjalne przeniesienie na inne areny sportowe.

Artykuł napisany przez: Gemma Hatton