Kolejna odsłona Motocyklowego Grand Prix tuż tuż. Za nami przedsezonowe testy, a przed nami jeden z ciekawiej zapowiadających się sezonów ostatnich lat. W tym dłużącym się okresie oczekiwania na rozpoczęcie pierwszego treningu wolnego zapraszamy na mały powrót do przeszłości, do sezonu 2022, w którym byliśmy świadkami przebudowy austriackiego toru Red Bull Ring. Przy pomocy symulacji komputerowych postaramy się omówić wpływ wybudowanej wówczas szykany na pierwszy sektor toru.

 

 

POWODY ZMIAN 

 

 

W niedzielne popołudnie 16 sierpnia 2020 roku zawodnicy królewskiej klasy MotoGP ruszyli do wyścigu o Grand Prix Austrii. Na 9 okrążeniu, na prowadzącym w lewo przełamaniu przed wolnym zakrętem nr 3, tuż po rozpoczęciu hamowania z prędkości ponad 300 km/h dochodzi do kontaktu pomiędzy dwoma kierowcami, Johannem Zarco z zespołu Avintia Ducati i Franco Morbidellim z Petronas Yamahy. W wyniku kontaktu zawodnicy spadają ze swoich maszyn, a te pozostając na kołach z ogromnym impetem zmierzają w stronę zakrętu nr 3. Koziołkując mijają o milimetry nieświadomych sytuacji Valentino Rossiego i Mavericka Viñalesa (nagranie z tego zdarzenia obejrzycie poniżej).

 

 

Odnośnik do filmu: https://www.youtube.com/watch?v=UGPrHj1nPt0

 

 

Ta mrożąca krew w żyłach sytuacja była jasnym sygnałem potrzeby zmian na Red Bull Ringu. W 2021 roku, w trakcie którego dwukrotnie obserwowaliśmy zmagania na austriackim torze, zakręt nr 3 został częściowo osłonięty zmodernizowanymi barierami okalającymi tor. W przerwie zimowej poprzedzającej sezon 2022 wybudowano pomiędzy zakrętami nr 1 i 3 widoczną na poniższej grafice szykanę.  

 

 

 

 

Za pomocą rozwijanych przez nasz zespół narzędzi symulacyjnych postaramy się odpowiedzieć na trzy pytania: o ile szykana wydłuża czas okrążenia, o ile mniejsza jest prędkość przed zakrętem nr 3 i o ile metrów dalej przesunięty jest punkt hamowania. Czy odpowiedzi na te pytania są już znane? Tak. Dlatego to dobra okazja by przedstawić możliwości symulacji komputerowych i poddać weryfikacji otrzymane za ich pomocą rezultaty.

 

 

WEJDŹMY DO ŚWIATA SYMULACJI

 

 

Wyniki przedstawione w dalszej części artykułu otrzymaliśmy za pomocą metody opisanej w [1] pozwalającej wyznaczyć optymalny przebieg manewru. W obliczeniach założyliśmy płaską (dwuwymiarową) jezdnię oraz przyjęliśmy przybliżone charakterystyki motocykla klasy królewskiej.

 

 

Przyjrzyjmy się najpierw starej nitce toru. Na zamieszczonym poniżej rysunku przedstawiliśmy wyznaczoną numerycznie optymalną trajektorię ruchu (po lewej stronie), którą pokolorowaliśmy przyspieszeniem wzdłużnym. Po prawej stronie znajduje się wykres prędkości. Pomiędzy zakrętami nr 1 i 3 zawodnicy MotoGP rozpędzają się do 315 km/h, by następnie na dystansie 282 m wytracić prędkość do poziomu 54 km/h. Maksymalne opóźnienie w trakcie hamowania przyjmuje wartość 1.6 g, a sam manewr hamowania inicjowany jest na prowadzącym w lewo przełamaniu przy znacznie przechylonym motocyklu. Wirtualny kierowca potrzebuje 29.901 s na pokonanie analizowanego fragmentu toru.

 

 

 

 

Przyjrzyjmy się teraz nowej, dłuższej o 30 m konfiguracji (rysunek poniżej). Hamowanie do zakrętu nr 3 odbywa się z prędkości 233 km/h (82 km/h wolniej niż poprzednio), a sam manewr hamowania inicjowany jest przy wyprostowanym motocyklu. Prędkość osiągana przed nowym zakrętem 2a wynosi 263 km/h i jest o 30 km/h wyższa niż przed zakrętem nr 3. Sam przejazd przez szykanę okazuje się być szybszy niż mogłoby się wydawać po oględzinach zdjęć satelitarnych. Prędkość osiągana w szczycie prawego i lewego zakrętu wynosi odpowiednio 85 i 90 km/h. Optymalny przejazd trasy w nowej konfiguracji zajmuje 36.253 s.

 

 

 

 

SPOJRZENIE NA RZECZYWISTOŚĆ

 

 

Spójrzmy, jak rzecz ma się w rzeczywistości. Rekord pojedynczego okrążenia na porzuconej konfiguracji toru wynosi 1:22.643 i należy do Jorge Martina (Prima Pramac Racing). Został ustanowiony w trakcie Grand Prix Austrii w 2021 roku. Rok później rekordzistą nowej nitki został Enea Bastianini (wówczas w barwach Gresini Racing) z czasem 1:28.772. Nowa konfiguracja spowodowała wydłużenie czasu okrążenia o 6.129 s, co w porównaniu do wyznaczonej numerycznie różnicy równej 6.352 s oznacza, że otrzymaliśmy bardzo przyzwoite oszacowanie i to pomimo przyjęcia wspomnianych wcześniej uproszczeń! 

 

 

[1] J. Biniewicz i M. Pyrz, „A quasi-steady-state minimum lap time simulation of race motorcycles using experimental data”, Vehicle System Dynamics, 2023, DOI: 10.1080/00423114/2023/2170256