نگاهي عميق به تكامل آيروديناميك خودروهاي رالي
با تغيير قوانين مسابقه‌هاي رالي جهاني در سال ۲۰۱۷، اوضاع براي رانندگان و تيم‌هاي مهندسي مختلف تغيير كرد. زمزمه‌هاي تغيير قوانين از سال ۲۰۱۶ آغاز شد. چند ساعت پس از پايان مرحله‌ي آخر از رالي جهاني در فنلاند، پرسش‌هاي متعددي دربارهي آينده‌ي خودروهاي رالي مطرح شد كه با نگراني و بدبيني همراه بود.
رانندگان و كمك‌رانندگان نيز دربارهي ترس خود از راندن خودروها سخن گفتند كه بر افزايش سطح نگراني همگان تأثير گذاشت. بسياري از رانندگاني كه در رتبه‌هاي اول تا دهم قرار داشتند از ابتداي سال ۲۰۱۷ تنها نگران يك چيز بودند؛ سرعت پيچيدن. يكي از رانندگان مي‌گويد:
با استفاده از باله‌هاي كنوني، مطمئن نيستم سال بعد هم در رالي فنلاند شركت كنم. سرعت پيچيدن بيشتر خواهد شد، بسيار بيشتر.
گذشت زمان نشان داده بود خودروهاي رالي اكنون از هر زماني سريع‌تر هستند و داون‌فورس بيشتري توليد مي‌كنند. در مسابقه‌هايي همچون كاتالونيا، عملكرد ايروديناميكي خودروهاي رالي بهخوبي نمايان مي‌شوند. در رالي سوئد فصل جاري رقابت‌هاي رالي جهاني، با شكايت رانندگان از كاهش تعادل آيروديناميكي هنگام برخورد خودرو با موانع، ديد بهتري از عملكرد قوانين جديد به‌دست آمد.
تام فولر، مهندس ارشد تيم تويوتا مي‌گويد:
در نسل قبلي خودروها، اگر ۵ كيلو از قطعات بدنه را از دست مي‌داديد، بازهم سرعت شما بيشتر مي‌شد؛ اما اگر چنين صدمه‌اي براي يكي از خودروهاي فعلي به‌وجود بيايد، سرعتتان بسيار كمتر خواهد شد. ميزان بيش‌فرماني يا كم‌فرماني خودروهاي جديد كنترل‌ناپذير است.
بهره‌گيري از تجهيزات آيروديناميكي در مسابقه‌هاي رالي جهاني موضوع جديدي نيست. هنگام برگزاري مسابقه‌هاي گروه B در دهه‌ي ۱۹۸۰ كه دوران طلايي مسابقه‌هاي رالي محسوب مي‌شود، از باله‌هايي استفاده مي‌شد كه به‌جز آن خودروها، در خودرو ديگري استفاده نشده و نخواهد شد. در مباحثه ميزان داون‌فورس نيز، بسياري از خودروهاي امروزي توان رقابت با خودروهاي گروه B را ندارند. كريس ويليامز، مدير تيم مهندسي رالي M-Sport، دراين‌باره مي‌گويد:
شكي نيست كه خودروهاي گروه B در مباحثه چسبندگي و داون‌فورس قدرتمند بودند؛ اما شك دارم آن‌ها در آن زمان مانند امروز، دانش ايروديناميكي دراختيار داشتند. ما بهره‌وري بيشتري داريم.
به‌طور حتم در خودروهاي امروزي، قوانين بيشتري در مباحثه آيروديناميكي درمقايسه‌با دوران آئودي كواترو با سپر جلو كشيده و بال عقب بزرگ وجود دارد. امروزه، از دانش آيروديناميك در مسابقه‌هاي قهرماني رالي جهاني بهخوبي بهره‌برداري شده و درمقايسه‌با گذشته، ديد متفاوتي در مهندسي رالي به‌وجود آمده است.
تيم‌ها با استفاده از تكنيك‌هاي مختلف خود را با اشكالات جديد وفق داده‌اند. CFD يكي از راه‌هاي به‌دست‌آوردن حجم عظيمي از اطلاعات است كه در هر وضعيت و هر پارامتر دلخواهي انجام مي‌گيرد. راه ديگر استفاده از تكنيك سنّتي تونل باد براي خودروها است. تيم M-Sport يكي از تيم‌هايي است كه از فناوري CFD استفاده كرده است. ويليامز دراينزمينه مي‌گويد:
ما محققان آيروديناميك نيستيم؛ بلكه مهندسان رالي هستيم؛ بنابراين، به بخش شبيه‌سازي Totalsim رفتيم. نرم‌افزار مخصوص آن‌ها همه‌چيز را بهبود مي‌بخشد و نكته‌ي درخورتوجه اين است كه كامپيوتر تا وقتي بهترين و ايده‌آل‌ترين تنظيمات قدرت و تعادل براي خودرو را بشناسد، به كاركردن خود ادامه مي‌دهد.
اهميت داده‌هاي ورودي مناسب به شبيهسازهاي مجازي هنگامي مشخص شد كه تيم فورد به مسابقه‌هاي رالي وارد شد. پس‌ازاينكه فورد فيستا WRC در تونل باد مخصوص تيم فورد آزمايش شد، نتايج از تغييرات اساسي در آيرودينامك خودرو حكايت مي‌كردند.
ويليامز مي‌گويد:
دريافتيم برخي از قطعاتي كه درانديشه متخصصين گرفتيم و شبيهسازهاي CFD هم آن را تأييد كرده بودند، هنگام استفاده روي بدنه‌ي خودرو نتيجه مطلوبي نداشتند. اين مسئله ما را به فكر فروبرد تا ديگر راه‌هاي موجود را جست‌وجو كنيم. نتيجه‌ي كار بسته‌ي آيروديناميكي جديد براي قسمت عقب بود كه در رالي فنلاند روي خودرو نصب شد؛ اما اين بسته براي تكامل به زمان احتياج داشت. زمان دردسترس بسيار محدود بود. بعد از يك مرحله آزمايش، خودرو را به فنلاند آورديم كه ايده‌آل نبود. بسته‌ي درانديشه متخصصين گرفته‌شده نتايجي را حاصل كرد كه انتظار داشتيم؛ اما اشكال اينجا بود كه ساير قسمت‌هاي خودرو به هماهنگي و تنظيم با بسته‌ي آيروديناميكي قسمت عقب نياز داشتند. اكنون به اين مرحله رسيده‌ايم؛ اما بايد ياد مي‌گرفتيم در مباحثه آيروديناميكي، چگونه قطعاتي همچون ضربه‌گير‌ها و فنرها و ميل‌موج‌گير‌ها را تنظيم كنيم.
شكي نيست خودرو ياريس WRC تيم تويوتا ازانديشه متخصصين ايروديناميكي، خشمگين‌ترين خودرو حاضر در رالي جهاني بود. خودرو فولر در تونل باد با استفاده از خودرويي با مقياس كوچك‌تر آزمايش شده بود. فولر دراينزمينه معتقد است:
پلتفرم اصلي تحقيقاتي ما مدلي در مقياس كوچك‌تر بود. CFD ابزار بسيار قدرتمندي است؛ اما براي فهم و اعتبار‌سنجي داده‌ها به زمان زيادي نياز خواهيد داشت. با استفاده از مدلي با مقياس كوچك‌تر از خودرو واقعي، در مدت كوتاه‌تري به ارتباط با خودرو پي خواهيد برد.
زمان يكي از مسائل اساسي پيش روي تيم تويوتا بود. ديگر تيم‌ها مشغول توسعه خودروهايشان بودند كه با تويوتا رقابت كنند؛ باوجوداين، تويوتا زمان بسيار كمي داشت. فولر مي‌گويد:
يكي از عواملي كه اين موضوع را رقابتي‌تر مي‌كرد، نبود خودرو آزمايشي بود.
افزون‌براين، فولر معتقد است:
وجود خودرو آزمايشي مي‌توانست در فهم داون‌فورس و ميزان درَگ مؤثر باشد. اين همان چيزي بود كه ساير تيم‌ها انجام مي‌دادند؛ اما نمي‌توانستيم خودرو را براساس تئوري‌اي تنظيم كرديم كه تهاجمي بود. هدف، دستيابي به بيشترين قدرت ايروديناميكي موجود بود. ما ضريب درگ به داون‌فورس بهره‌ور مي‌خواستيم؛ بنابراين آن را نصب كرديم و اين مسئله را پذيرفتيم كه از اين بسته در تمامي مراحل WRC استفاده كنيم. البته ممكن بود در بعضي مسابقه‌هاي كُند‌تر نتوانيم از آن بيشترين بهره را ببريم.
قوانين متخصص ايروديناميكي خودروها بايد در تمامي طول فصل مسابقه‌هاي رالي جهاني رعايت شود. در مسابقه‌هاي فرمول يك، تيم‌ها سعي مي‌كنند قطعات ايروديناميكي خود را با دوام بيشتري نگه‌داري كنند و در تمام طول فصل از آن بهره ببرند. ويليامز دراين‌باره مي‌گويد:
اين موضوع ساده است كه بخواهيم مقدار زيادي از نيروي رو‌به‌پايين را توليد كنيم؛ اما مي‌خواهيم قطعات با‌دوامي بسازيم كه با ارتعاشات بدنه هم‌خواني داشته باشد. زاويه‌ي پيچشي كه به آن دست يافتيم، درمقايسه‌با خودروهاي مسابقه‌اي خارق‌العاده است. وقتي اعداد را مطالعه مي‌كنيم، مهندسان ايروديناميكي از ما مي‌پرسند مطمئن‌ايد مي‌خواهيد اين تنظيمات را به‌كار ببريد؟ جواب ما «بله» است و اين كار را براي مدت طولاني انجام داده‌ايم. در مسابقه‌هاي اتومبيلراني در مسير‌هاي جاده‌اي، پلتفرم ايروديناميكي اهميت بسيار زيادي دارد. خودروهاي مسابقه‌اي ميزان چسبندگي سيستم تعليق را فداي پايداري ايروديناميكي مي‌كنند. اين موضوع مخصوصا در خودروهاي فرمول يك بيشتر ديده مي‌شود. در خودرو رالي، ما با متغيرهاي متعددي سروكار داريم. با وجود ارتفاع‌هاي متفاوت از سطح زمين، خودرو به‌صورت مداوم حركت بالا و پايين و جانبي دارد كه ناشي از زوايه پيچش زياد است. در چنين وضعيتي، تغيير ناگهاني در ايروديناميك خودرو مي‌تواند صدمات شديدي وارد كند. اين يكي از مسائل مهم جديدي است كه در رالي با آن سروكار داريم تا بتوانيم بيشترين ايروديناميك موجود را به‌دست آوريم و بفهميم چگونه خودرو را تنظيم كنيم تا از پيچش‌هاي ناگهاني جلوگيري كنيم.
با‌وجوداينكه هيچ‌كدام از تيم‌ها دربارهي ارقام و ثانيه‌ها صحبت نمي‌كنند، فولر درزمينه‌ي بهبود ايروديناميكي خودروها مي‌گويد نتايج در موقعيت‌هاي خاص بسيار محسوس هستند. وي معتقد است:
در برخي موقعيت‌هاي خاص، اثربخشي عظيمي شاهد هستيم. ساده‌ترين مثال، مسابقه‌هايي همچون كاتالونيا است كه با وجود آسفالت، رالي به مسابقه در پيست شباهت دارد. در اينجا، مي‌توانيم تفاوت‌هاي موجود بين خودرو سال ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷ را مشاهده كنيم. ازانديشه متخصصين ايروديناميكي، تغييرات بسيار چشمگير است و تفاوت زماني زيادي درمقايسه‌با گذشته وجود دارد؛ اما اگر بخواهيد مسابقه‌ي رالي در ولز با زمين خاكي و لغزنده و پيچ‌هاي فراوان را در انديشه متخصصين بگيريد، درآن‌صورت داستان متفاوت خواهد بود. در گذشته، مثال‌هايي ديده بوديم كه كريس ميكي در مسابقه‌ي رالي سال ۲۰۱۷ بال عقب خود را از دست داده بود؛ اما تغييري در زمان ثبت‌شده به‌وجود نيامد. تغييرات اكنون بسيار ملموس و بسيار مهم است و و نمي‌توان آن را به زبان ساده توضيح داد.
تفكر قالب اين است كه بسته‌ي ايروديناميكي با سرعت حدود ۱۳۰ كيلومتربرساعت و سريع‌تر كار مي‌كند و ميزان چسبندگي دلخواه را دراختيار مي‌گذارد؛ اما مسابقه‌هايي كه در آن تأثير ايروديناميكي ديده مي‌شود، تازه آغاز شده است. باوجوداين، تاكنون تأثيرات قوانين جديد به‌وضوح ديده شده است. قسمت جلو ياريس فولر و تيم تويوتا در آغاز فصل گذشته تغيير كرد تا هواي بيشتري جريان پيدا كند و چسبندگي بهبود يابد. فولر دراينزمينه مي‌گويد:
تمام قسمت‌هاي جلويي خودرو از شيشه به پايين جديد بود: سپر جديد، ورودي‌هاي هواي جديد، گِل‌گير‌ها و همه‌چيز. مي‌دانستيم بايد خودرو را براساس قطعات تأييدشده تنظيم كنيم و فرصت كمي براي آماده‌سازي در فصل ۲۰۱۷ داشتيم.
بااين‌حال، هنوز آزاديِ‌عمل براي اعمال تغييرات به‌وسيله قطعات باقي‌مانده در هر مرحله از مسابقه‌ها وجود داشت. براي اين منظور، تيم تويوتا در مرحله‌ي دوم مسابقه‌هاي رالي در سوئد، قطعاتي در گِل‌گير عقب معروف به DVD holder را حذف كرد. فولر مي‌گويد:
اين كار را انجام داديم؛ زيرا تمامي سطوح صاف برف و يخ را در خود ذخيره مي‌كنند و باعث افزايش وزن مي‌شوند. ما از اين قطعات در زمين‌هاي گِلي استفاده مي‌كنيم؛ اما براي مسابقه‌هاي آسفالت، بارديگر تنظيمات را تغيير مي‌دهيم. اين موضوع اميدواركننده‌اي است كه مي‌توانيم در قسمت‌هاي جديدي از خودرو تغيير ايجاد كنيم. براي سال‌ها، تمركز خود را در تنظيم دمپرها، سيستم تعليق، جعبه‌دنده و ازاين‌قبيل قطعات گذاشته بوديم. تمامي اعضاي تيم شبانه‌روز تلاش كردند تا بتوانند تغييرات جديدي برمبناي قوانين اعمال كنند.
انديشه متخصصينات‌هاي كريس ميكي دربارهي راندن خودروهاي جديد
يكي از اشكالات بزرگ رانندگي با خودروهاي جديد آن است كه ياد بگيريد چگونه به آن اعتماد كنيد. اگر ترمز‌هاي قدرتمندي داشته باشيد، مدتي طول مي‌كشيد تا دريابيد چقدر بايد ترمز را فشار دهيد. اخيرا با سباستين لوب صحبت مي‌كردم و او هم دربارهي اطمينان به خودرو تأكيد كرد. وقتي مشغول آزمودن خودرو و تمرين با آن هستيد، اشكالي وجود ندارد؛ اما هنگامي‌كه شروع به رانندگي و پريدن از سطوح مي‌كنيد، بايد به خودرو اطمينان داشته باشيد. ما به مكزيك رفتيم و در آنجا تنها يك پيچ با سرعت زياد وجود داشت. با خود فكر مي‌كردم كه خودرو چسبندگي لازم را خواهد داشت يا خير. در همان لحظه، خودرو بدون هيچ اشكالي پيچ را طي كرد. بار دوم حتي به اين موضوع فكر نكردم و با حداكثر سرعت از پيچ خارج شدم.
در خودرو رالي ۲۰۱۶، هميشه بايد به اين مسائل فكر مي‌كرديد. آيروديناميك خودروهاي فعلي به شما حس اطمينان مي‌دهد. خودروها اكنون پايداري بيشتري درمقايسه‌با نسل قبلي دارند. از مباحثه‌هاي دربارهي سرعت ميانگين خودروها در مسابقات سال ۲۰۱۷ ناراحت بودم؛ زيرا كه خودروها اكنون در سرعت زياد پايداري بيشتري دارند. يكي از مسائل حال حاضر، تهيه و تنظيم دقيق نقشه‌هاي راه با جزئيات است. شما نقشه‌ها و نكته‌هاي تهيه‌شده براي خودروهاي سال ۲۰۱۶ را مي‌بينيد و درمي‌يابيد با خودروهاي فعلي بسيار تفاوت دارند.
فكر مي‌كنم به‌همين‌دليل است كه راننده‌اي همچون تيمو سونينِن در اولين حضور خود در مسابقه‌هاي رالي قهرماني جهان، درمجموع مقام دوم را به‌دست مي‌آورد؛ زيرا او تجربه‌اي راندن خودرو سال ۲۰۱۶ را نداشته و هيچ نقشه‌اي براي مقايسه‌ي خودروهاي جديد با قديم در ذهن ندارد. او فقط سوار مي‌شود و رانندگي مي‌كند. يكي از مكان‌هايي كه واقعا نقش پررنگ آيروديناميك خودروها نمايان مي‌شود، مسابقه‌ي كاتالونيا است. شما در آنجا چسبندگي خارق‌العاده‌اي داريد و مي‌توانيد با بيشترين سرعت ممكن حركت كنيد.
هم انديشي ها