Влияние покрытия трассы на стратегию гонки

Учитывая сложный набор факторов, которые стратеги в F1 и другие автоспорты должен взвешивать при создании оптимального гоночная стратегия, может показаться неожиданным, что сама поверхность гусеницы играет решающую роль.

Шероховатость, тип и даже цвет поверхности гоночной трассы существенно влияют на доступный уровень сцепления, что в конечном итоге может стать решающим фактором в тонком балансе победы и поражения. Эта связь между поверхностью пути и гоночная стратегия является важнейшим элементом в высокоскоростном мире автоспорт.

Поверхность трека

Поверхность большинства гоночных трасс состоит из асфальта, представляющего собой смесь битумного вяжущего с заполнителями, такими как камни и гравий. Обычно этот асфальт наносится поверх слоев щебня и камня с использованием технологии каменно-мастического асфальта.

Интересно, что камни в асфальте могут оказывать такое влияние на уровень сцепления, что часто новые трассы со всего мира импортируют камни из определенных карьеров в Великобритании, чтобы обеспечить высококачественное покрытие трассы.  

Микро- и макрошероховатость

Чтобы охарактеризовать текстуру различных типов путевых поверхностей, инженеры анализировать макро- и микрошероховатость. Макрошероховатость – это гладкость расположения камней, а микрошероховатость – гладкость отдельных камней. 

Например, поверхность имеет высокую макрошероховатость, если между камнями имеются большие зазоры и камни торчат, образуя пики, показанные зеленым графиком на диаграмме ниже. Однако если эти зазоры заполнены материалом, то поверхность имеет низкую макрошероховатость.

При этом, если поверхность самих камней шероховатая, то микрошероховатость высокая, а если камни полированные и гладкие, то микрошероховатость низкая.

Сцепление шин

Есть два способа, которыми шина обеспечивает сцепление; вдавливание и адгезия.

Оба механизма связаны с вязкоупругостью резины, которая асимметрично деформируется, что создает силу трения, также известную как сцепление. Вмятина – это место, где резина возбуждается от неровностей гусеницы, а адгезия – это место, где между резиной и гусеницей образуется молекулярная связь, как показано на рисунке ниже. 

Неровность гусеницы существенно влияет на величину силы трения, возникающей между резиной и гусеницей.

Если сила трения или сцепление слишком мала, шина будет скользить по поверхности гусеницы и изнашиваться. Это увеличивает деградацию шины, что сокращает срок ее износа; вызывает головную боль у стратегов, поскольку им приходится пересматривать продолжительность ограничений. 

Отслеживайте эволюцию 

Качество покрытия трассы постоянно меняется из года в год, изо дня в день и даже во время сессии. Это связано с тем, что резина укладывается в зонах торможения и на апексах, когда машины проезжают по трассе. Это увеличивает уровень сцепления и приводит к более быстрому времени прохождения круга. Однако дождь или ветер со временем могут разрушить этот слой резины, и трасса станет «зеленой» или «грязной», где уровень сцепления будет низким, а время прохождения круга будет медленным. 

Отслеживание температуры

Температура трассы также может играть роль в доступном сцеплении. Более высокие температуры гусеницы приводят к более высоким температурам шин, что часто приводит к выходу шин в рабочий диапазон, увеличивая сцепление с дорогой. Однако чрезвычайно высокие температуры на гусеницах могут вызвать появление зернистости и вздутий. С другой стороны, низкие температуры гусеницы затрудняют деформацию резины и, следовательно, создают трение. 

Именно из-за этого колебания сцепления команды внимательно следят за погодой и отслеживают температуру на протяжении всей тренировки. Ясные солнечные дни быстро нагревают трассу, особенно недавно проложенные трассы, которые часто темнее и, следовательно, поглощают больше тепла. В то время как пасмурный день может снизить температуру на трассе на целых 20 градусов Цельсия (68 градусов по Фаренгейту). 

шлифовка

Обновление покрытия трассы – еще один решающий фактор, который должны учитывать стратеги. Часто верхний слой новой поверхности заделывают битумом, в результате чего поверхность становится микро- и макрогладкой. Так было на Гран-при Турции Формулы-1 2020 года, где трасса была настолько гладкой, что сухие шины не могли обеспечить достаточное сцепление с дорогой, а на мокрой трассе она становилась чрезвычайно скользкой. В следующем году трассу почистили и промыли водой, удалив верхний слой битума и обнажив камни. Сцепление с дорогой значительно улучшилось, поскольку у шин появилось что-то, на что можно повлиять, поэтому деградация шин и время прохождения круга были совершенно другими, чем в прошлом году.  

Другим примером является автодром Texas Motor Speedway в 2021 году. Чтобы улучшить сцепление шин Goodyear NASCAR, части трассы были обработаны PJ1 TrackBite — поверхностью, обычно используемой на дрэг-стрипах. К сожалению, эта поверхность обеспечивала минимальный захват для Шины Firestone от Indycar., что ограничивало автомобили практически одной гоночной трассой. Не имея возможности выйти из строя, это полностью изменило время круга и оптимальную стратегию гонки, поскольку пит-тинг диктовался положением трассы.

Моделирование стратегии

К сожалению, прямых показателей состояния трассы не существует, поэтому командам приходится полагаться на такие инструменты, как Гоночные часы объединить все различные потоки данных в одну платформу. Таким образом, стратеги могут отслеживать погоду, температуру на трассе, время прохождения круга и многое другое в режиме реального времени, чтобы понять состояние трассы на протяжении каждой сессии, а также в течение выходных. Искривление передних шин во время тренировки в пятницу может легко привести к вздутию задних шин в воскресной гонке. 

Чтобы понять поведение шин, стратеги определяют кривые деградации для каждого типа резиновой смеси. Эти кривые иллюстрируют, как прогрев, износ и перегрев изменят время прохождения круга в течение отрезка времени для каждого состава.

Состояние пути, температура и даже просто измененный участок пути могут полностью изменить их внешний вид, поэтому такое программное обеспечение, как Гоночные часы который обновляет кривые шин в режиме реального времени, является жизненно важным инструментом для стратегов.

Гоночные часы автоматически строит кривую деградации для каждого запуска каждого драйвера в течение сеанса. Затем эти кривые усредняются, чтобы получить более надежную оценку деградации шин для каждого состава, при этом любые нерепрезентативные пробеги удаляются.

После уточнения эти кривые деградации используются в стратегическом моделировании, чтобы предсказать, как будет развиваться гонка для различных стратегий пит-стопов и продолжительности отрезков. Это помогает стратегу определить оптимальное количество пит-стопов и какой состав использовать на каком отрезке, чтобы добиться максимального общего времени в гонке.

Как управлять влиянием покрытия трассы и оптимизировать стратегию гонки

Чтобы глубже разобраться в сложностях гоночная стратегия и ключевую роль технологий в автоспорт, вебинар под названием «Как оптимизировать стратегию и анализ гонки» дает бесценную информацию.

В вебинаре принимает участие Бернадетт Коллинз, бывший руководитель отдела гоночной стратегии команды Aston Martin F1, и она опирается на реальные примеры гонок Формулы-1, чтобы раскрыть тонкости технологии RaceWatch:

Зрители вебинара получат полное представление о том, как команды Формулы-1 используют технологии для сбора более 1000 точек данных в секунду, обеспечивая более 2 миллионов прогнозных симуляций во время тренировок, квалификационных раундов и самого дня гонки.

Ключевые выводы Вебинар по расовой стратегии и анализу:

• Понимание технологии, лежащей в основе анализ в командах Ф1.
• Роль прогнозного моделирования в формировании результатов производительности.
• Потенциальные применения технологий анализа автоспорта в футболе, регби и за их пределами.
• Углубленный взгляд на то, как спорт может использовать технологии для будущих достижений.

Эту сессию обязательно должны посетить энтузиасты и профессионалы, желающие понять технологическую основу гоночной стратегии Формулы-1 и ее потенциальный переход на другие спортивные арены.

Статью написал: Джемма Хаттон