Hosszú-hosszú évek óta küzd a Forma-1 azzal, hogy az autók nehezen tudják egymást közelről követni, és emiatt kevés az előzés, kevés az akár több körön át tartó csata a pilóták között. Legalább az elmúlt másfél évtized összes szabályváltoztatásának egyik fő célja volt, hogy ez megváltozzon.
A sportot rendszeresen nézők már hozzászokhattak ahhoz, hogy a sportág vezetői a következő szezon előtt bejelentik, most aztán minden máshogy lesz, fantasztikus csatákat láthatunk majd – aztán az első versenyen jön a pofáraesés, amikor a pilóták ugyanúgy elkezdenek csúszkálni és panaszkodni, amikor a kritikus 1-2 másodperces közelségbe érnek az előttük haladóhoz.
Átvághatatlannak látszó csomó
A dolog mögött, persze nem csak a sportág vezetőinek inkompetenciája van, hanem egy alapvető ellentmondás. A modern Forma-1-es autók tapadásának nagy részét a hihetetlen kifinomultsággal megtervezett aerodinamikai elemek termelte leszorítóerő adja, ennek hiányában lehetetlen őket megfelelő sebességgel a pályán tartani. Ha viszont egy autó hatékonyan termel leszorítóerőt, akkor a mögötte haladó autó a szélárnyék és a létrejövő turbulenciák miatt rengeteg leszorítóerőt veszít.
Ezen az akadályon csak jelentős sebességkülönbséggel lehet átjutni, a gumikat pedig gyorsan fogyasztja, ha leszorítóerő helyett mechanikai, azaz az aszfalttal érintkező néhány tenyérnyi felületen létrejövő tapadásra kell hagyatkozni. A jelenséget az alábbi videó is jól bemutatja:
Mindezt csak súlyosbítja, hogy miközben a csapatok elméletben nagy hívei a látványos, kerék a keréken csatáknak, azért – természetesen – igyekeznek úgy tervezni autóikat, hogy azokat nehéz legyen közelről követni, hiába igyekeznek ezt bármilyen szabályokkal megnehezíteni. A szabályalkotók és a csapatok mérnökeinek fegyverkezési versenyéből pedig eddig mindig az utóbbiak jöttek ki győztesen, és megtalálták azokat a kiskapukat, amelyeken a szabálymódosításokkal elvesztett leszorítóerőt vissza tudták szerezni – mellékesen pedig minél „piszkosabb” levegőt tudtak létrehozni autóik mögött.
Ennek lényege röviden annyi, hogy a szárnyak helyett az autó alja termeli a leszorítóerő nagy részét, azaz ahelyett, hogy az autó felett elhaladó levegő „nyomná” az aszfaltra a kocsit, az autó alatt elhaladó, illetve a padlólemezen át csatornákon elvezetett levegőben fellépő nyomáskülönbség „szívja” oda a talajhoz a versenyautót. Elméletben ez csökkentené a turbulens, „piszkos” levegő hatását az autók tapadására, az idei autók tehát közelebbről és tovább követhetnék egymást.
Az idei első, bahreini futam alapján persze még nem lehet messzemenő következtetéseket levonni, de Leclerc és Verstappen néhány körön át tartó, az első helyért folytatott csatája (ez az alábbi videóra kattintva megnézhető) azért biztató volt abban a tekintetben, hogy most talán mégis sikerült a szabályalkotóknak a jó irányba elindulnia. De hogyan tudtak most lépéselőnybe kerülni a csapatokhoz képest?
Azok a csaták, amelyek a Forma-1-es futamokon zajlanak, már jó pár éve nagyrészt hónapokkal előbb, 0-ák és 1-esek formájában dőlnek el. Az autókat ugyanis alapvetően számítógépes modellek formájában tervezik, és az új fejlesztéseket is először így próbálják ki, a fizikai valóságban csak később születnek meg.
A levegő áramlását leképező CFD-szimuláció jóval gyorsabb és olcsóbb, mint legyártani, összeépíteni, majd szélcsatornában vagy a pályán kipróbálgatni megoldásokat, ám nem tökéletes, hiszen csak egy leegyszerűsített leképezése a valóságnak – részletességének pedig a rendelkezésre álló számítási kapacitás is határt szab.
Gyorsaságra váltott számítási kapacitás
A Forma-1 szabályozó testületei által a szabálymódosítások tesztelésére használt szimulációknak korábban például óriási vakfoltja volt, hogy a modellek csupán egyetlen autót tudtak kezelni. „Ha csak egy fél autót teszel CFD-környezetbe, már ahhoz is hatalmas számítási kapacitásra van szükség” – mondja Rob Smedley, aki jelenleg a Formula-1 teljesítményi központjának vezetője.
Ha a korábbi évekhez hasonlóan a rendelkezésre álló számítógépeikkel végezték volna ezeket a teszteket, akkor egy-egy variáció tesztelése öt órát vett volna igénybe. Ha pedig két autó modelljét egyszerre próbáltak volna tesztelni a virtuális környezetben, akkor nagyjából négy napig tartott volna egy-egy variáció tesztelése.
Az idei szabályokhoz viszont már nem a saját gépeiken futottak ezek a szimulációk, hanem az Amazon Web Services (AWS) a felhőben biztosított elképesztő mennyiségű számítási kapacitást Smedleyék számára. A Forma-1 szabályalkotói összesen 7500 szimulációt futtattak le az idei paraméterek megalkotása előtt, miközben fél petabyte adatot generáltak. Egy csúcskategóriás laptopon ezek a szimulációk közel 500 évig futottak volna, így viszont néhány hónap alatt lezavarták őket.
„Kulcsfontosságú volt, hogy párhuzamosan több variációt is tudjunk tesztelni, a módosításokat pedig gyors visszacsatolással tudjuk kielemezni. Így tudtuk megalkotni a mostani szabályokat – magyarázza Smedley.
Az eredmények papíron – vagyis inkább képernyőn – meggyőzőek voltak. A tavalyi autók nagyjából 35 százaléknyi leszorítóerőt vesztettek, ha három autóhossznyi távolságba értek az előttük haladóhoz, ha pedig egy autónyi közelségbe kerültek, akkor már 47 százalékot. Az idei autók esetében a szimulációk szerint ezek az értékek mindössze 4 és 18 százalékot mutattak.
Persze a csapatok most se fognak pihenni, és miután az időben és költségek tekintetében is limitált saját szimulációk és szélcsatornatesztjeik után a szezon közben már a pályán szerzett valós adatok alapján is dolgozhatnak, találhatnak most is olyan, a szabályok betűjével igen, de céljaival nem összeegyeztethető megoldásokat, amelyek a hátul haladó autó kárára növelik meg az elől haladó leszorítóerejét. Smedley azonban bízik a munkában, amit elvégeztek, még ha tudja is, hogy tökéletesen nem lehet bezárni minden kiskaput.
„Egyértelmű volt irányként az alapvető koncepció, azaz egy mérsékelt szívóhatás, valamint a levegő nagy részének fölfelé és oldalra terelése, hogy csökkentsük a hátul haladó autót érintő negatív hatásokat. Ez elméleti, tudományos szempontból kétséget kizáróan megalapozott. A helyzet az, hogy a csapatok minden eszközzel igyekeznek majd köridőt találni, és lehetséges, hogy ezt a hátul haladó autó kárára fogják megtenni – és a kisujjukat sem fogják megmozdítani, hogy ezen változtassanak.”
