Влияние покрытия трассы на стратегию гонки

Разработка эффективной стратегии гонки в Формула 1 включает анализ сложного массива переменных. Хотя такие факторы, как износ шин и расход топлива, хорошо известны, само покрытие трассы играет на удивление важную роль.

Неровность, состав и даже цвет трассы могут влиять на уровень сцепления, что делает это критически важным фактором для команд, которые стремятся получить преимущество. Давайте рассмотрим, как эволюция трека в Формуле-1, отслеживать температуру, и различные типы поверхностей трасс влияют на стратегии гонок.

Понимание различных типов поверхностей трассы

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.

The тип поверхности трассы— включая качество и характеристики асфальта — могут существенно различаться на разных трассах, влияя на сцепление шин с дорогой и их долговечность.

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.

Как эволюция трассы в Формуле-1 влияет на стратегию гонки

Отслеживайте эволюцию в Формуле-1 относится к постепенному увеличению сцепления по мере того, как резина осаждается на трассе шинами, особенно в областях с высоким трением, таких как зоны торможения и апексы. Этот слой резины улучшает время круга на протяжении всей сессии, но на него могут влиять такие факторы, как дождь или ветер, которые могут смыть резину, оставив «зеленую» или «грязную» трассу с уменьшенным сцеплением.

Временные трассы, такие как трасса Формулы E в Берлине, часто демонстрируют быструю эволюцию трассы из-за частого налипания резины, особенно на бетонных поверхностях. Команды F1 внимательно следят за эволюцией трассы, корректируя свои стратегии с учетом изменений в уровнях сцепления во время каждой сессии.

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). 

Восстановление покрытия и его влияние на состояние пути

шлифовка трасса может кардинально изменить стратегию гонки. Новые поверхности часто герметизируются битумом, создавая гладкую макро- и микротекстуру, которая изначально обеспечивает низкое сцепление. Примером этого был Гран-при Турции 2020 года, где недавно отремонтированная трасса имела минимальное сцепление, что привело к проблемам с шинами как в сухих, так и в мокрых условиях.

В других случаях, как на Texas Motor Speedway в 2021 году, участки трассы были обработаны PJ1 TrackBite для улучшения сцепления для гонок NASCAR. К сожалению, эта обработка поверхности обеспечивала ограниченное сцепление для Шины Firestone от IndyCar, создав узкую гоночную траекторию, которая полностью изменила время прохождения круга и стратегию пит-стопов.

Как команды Формулы-1 используют технологии для управления состоянием трассы

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.

Использование кривых деградации для моделирования стратегии

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.

Ключевые выводы

1. Эволюция трассы в Формуле-1: По мере накопления резины на трассе сцепление увеличивается, влияя на время круга и стратегию. Дождь или ветер могут смыть этот слой, вернув трассу в «зеленое» состояние с более низким сцеплением.
2. Температура трека в F1: Более высокие температуры увеличивают сцепление шин, но могут привести к перегреву и проблемам с деградацией. Более низкие температуры снижают гибкость шин, затрудняя создание трения.
3. Различные типы поверхностей трасс: Состав, шероховатость и методы восстановления поверхности трассы могут существенно влиять на сцепление шин с дорогой и их износ.

Понимание сложного взаимодействия между отслеживать эволюцию, отслеживать температуру, и разные поверхности трассы имеет важное значение для стратегов F1. Эти элементы напрямую влияют на износ шин, уровень сцепления и стратегию гонки. С помощью передовых инструментов интеграции данных, таких как RaceWatch, команды могут адаптироваться к условиям трассы в реальном времени, оптимизируя свои стратегии для достижения наилучших возможных результатов.

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