Przetwarzanie danych w Formule 1

Ferrari rozpoczyna nowy sezon z hybrydowym systemem KERS oraz z rozmachem zaprojektowaną witryną internetową.

Każda kierownica Formuły 1 jest jedyna w swoim rodzaju, wykańczana i mocowana zgodnie z wymaganiami konkretnego kierowcy. Jedno takie cacko kosztuje około 20 000 euro. Prezentowana kierownica należy do najszybszego Polaka z zespołu BMW Sauber – Roberta Kubicy.

« »

Boks Ferrari to nic innego jak warsztat samochodowy. Jednak próżno szukać w nim podobieństw do miejsca, w którym doprowadza się do stanu używalności stare, kupione za bezcen auta. W oczy rzuca się za to nieomal kliniczna czystość – nigdzie nie walają się klucze, a na wypolerowanej podłodze nie widać nawet kropli oleju. To nie wszystko – zamiast mechaników pracują tu wykwalifikowani inżynierowie, którzy nie paradują w przybrudzonych ogrodniczkach, lecz noszą kombinezony leżące na nich, jakby były szyte na miarę, i czyste tak, że można byłoby nie zdejmować ich, kładąc się do łóżka. Nawet piętrzące się nieopodal opony są traktowane po królewsku – leżą na czerwonym dywanie.

Odwrócony świat: Hamulce zapewniają większą prędkość

Jest połowa marca, na torze Circuit de Catalunya położonym na północ od Barcelony trwają jazdy testowe samochodów Formuły 1 przed rozpoczynającym się niebawem sezonem. Kierowca zespołu Ferrari Felipe Massa siedzi w skorupie tworzącej kokpit, a wokół niego krzątają się inżynierowie, zajęci przednim spojlerem bolidu Ferrari F60. Szlifują części z włókna węglowego, mierzą, szlifują dalej… To musi potrwać. A Massa nie może wysiąść – wymagałoby to rozmontowania połowy samochodu. Nie mając wyboru, 27-letni Brazylijczyk czeka.

Dokumentacja nie mówi, ile godzin w testowym dniu kierowca musiał spędzić, czekając w ciasnym kokpicie. Dostępnych jest za to wiele innych informacji: przejechał 92 okrążenia, a więc ponad 429 kilometrów. Jego najszybsze okrążenie trwało 1,345 minuty – tyle zajęło przejechanie 4655 metrów. Najlepszy tego dnia Rubens Barichello z nowego teamu Ross Brawn potrzebował o 1,751 sekundy mniej. 1,751 sekundy! W Formule 1 to cała wieczność. Nadrobienie tej wieczności nie jest jednak niemożliwe – pomocą służy sztab doskonale przygotowanych fachowców korzystających z najnowszych technologii. Na regale w boksie stoi pół tuzina monitorów, a obok leży otwarty notebook. Do tego dochodzi jeszcze pit wall, czyli przewoźna ściana monitorów umieszczona przed linią boksów, tuż przy prostej startowej. Wszystkie komputery są połączone z serwerem.

Ta cyfrowa armada stanowi serce boksu. Gdy Felipe Massa wyjeżdża na tor, na wyświetlaczach pojawia się niekończąca się rzeka liczb zawierających dokładne informacje o stanie samochodu – o prędkości obrotów jego silnika, szybkości jazdy, temperaturze oleju i ciśnieniu w oponach, o poziomie wibracji i położeniu pojazdu. Każda, nawet najmniejsza zmiana natychmiast znajduje odbicie w wyświetlanych liczbach. Dzięki nim inżynierowie zespołu wiedzą, nad jakimi ustawieniami muszą jeszcze popracować.

Bez pomocy komputera można byłoby darować sobie tak dokładną regulację parametrów samochodu – zwyczajnie nie byłoby czego regulować. Od ogólnych planów poprzez projektowanie silnika aż do konstruowania części aerodynamicznych – wszystko tworzy się w rzeczywistości wirtualnej z użyciem oprogramowania CAD. Również w fazie produkcji pomoc komputera okazuje się niezbędna. Jeszcze 5–6 lat temu konstruktorzy większość czasu musieli spędzać w tunelu aerodynamicznym – dziś ponad połowa testów jest symulowana przez potężne komputery. Nawet forma robionego na miarę konkretnego kierowcy siedzenia jest frezowana przez układ maszyn sterowanych komputerowo, zanim zostanie ręcznie wyłożona matami z włókna węglowego. Ponieważ w czasie wyścigu kierowca musi wytrzymać przeciążenia rzędu 4 g, a więc czterokrotnie większe od siły przyciągania ziemskiego, precyzja wykonania jest niezbędna – nawet najmniejsza nierówność oparcia powodowałaby u niego silny ból.

Przed rozpoczęciem tegorocznego sezonu Formuły 1 testy były potrzebne jeszcze bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Auta zostały całkowicie przeprojektowane – zmieniono opony, dostosowano do nowych przepisów przednie i tylne spojlery. Największa zmiana jest jednak ukryta za nierzucającym się w oczy symbolem umieszczonym na bolidzie. W modelu F60 zespołu Scuderia Ferrari znajdziemy go na górnej powierzchni nosa bolidu – to mały żółty trójkąt z symbolem błyskawicy i ostrzeżeniem „High Voltage”. Formuła 1 chciała nieco poprawić swój wizerunek, dlatego Max Mosler, szef Fédération Internationale de l‘Automobile (FIA), wymyślił, by wyposażyć bolidy o mocy prawie 800 KM w system hybrydowy – KERS. Te cztery litery to skrót od nazwy Kinetic Energy Recovery System, czyli system odzyskiwania energii ruchu.

Zasada działania KERS jest prosta: gdy kierowca naciśnie hamulec, specjalna przekładnia uruchamia prądnicę. Ta minielektrownia przekształca energię obrotu osi w energię elektryczną, która jest przechowywana w akumulatorach. Naciśnięcie przez kierowcę odpowiedniego przycisku podczas przyspieszania powoduje z kolei, że generator staje się silnikiem przekazującym odzyskaną energię z powrotem na koła. W ten sposób można uzyskać zwiększenie mocy nawet o dodatkowe 60 kW, czyli całe 81 KM. Zgodnie z regulaminem FIA ten dopalacz może być wykorzystywany przez maksymalnie 6,6 sekundy w czasie każdego okrążenia. W tym sezonie stosowanie KERS jest dobrowolne, w przyszłym stanie się obowiązkowe.

Tajemnicze porażenie: Technicy F1 i ich niebezpieczna praca

KERS nie jest wynalazkiem Formuły 1 – Toyota wdrożyła odzyskiwanie energii nawet w samochodach seryjnych. Jednakże aby system mógł sprostać wymaganiom wyścigów, musiał zostać niemal wynaleziony na nowo. Baterie, układ prądnicy-silnika, elektronika sterująca – to wszystko nie mogło być zbyt duże i ciężkie, za to musiało cechować się ogromną wydajnością. Team naszego kierowcy Roberta Kubicy, BMW Sauber, zredukował masę całego urządzenia do około 30 kilogramów. Inne zespoły nie są równie wylewne, dzieląc się informacjami, ale tę wartość na pewno można traktować jako punkt odniesienia.

Oczywiście dodatkowy balast spowalnia bolid i – naturalnie – zwiększa zużycie paliwa. Ekologiczne argumenty Mosleya są więc nie do obronienia. Wciśnięcie przycisku wyzwalającego dodatkową moc ma jednak, przynajmniej teoretycznie, pozwolić na skrócenie czasu okrążenia o 10–20 proc. Dzięki systemowi KERS Formuła 1 nie będzie więc raczej bardziej przyjazna środowisku, za to jeszcze szybsza i bardziej widowiskowa – inteligentnie wykorzystywana dodatkowa rezerwa mocy pozwoli na spektakularne manewry wyprzedzania.

Wciąż nierozwiązany pozostaje jednak problem wizerunkowy. Podczas ubiegłorocznych testów technik teamu BMW Sauber został nagle porażony prądem. Na początku przyczyny wypadku były niejasne. – To zagadkowe – mówił Markus Duesmann, kierujący trwającymi w warsztacie BMW pracami nad układem napędowym – żaden z ponad tysiąca czujników zamontowanych w samochodzie nie pokazywał nieprawidłowości.

By dowiedzieć się, co właściwie się stało, w Monachium podjęto próby odtworzenia incydentu. Po sześciu tygodniach i 2000 godzin wytężonej pracy techników przyczyna stała się jasna – zawiniło wadliwe urządzenie sterujące. Okazało się, że czasami dochodziło do przebicia między siecią wysokiego napięcia układu KERS a 12-woltową instalacją elektroniki pokładowej. – Napięcie było przekazywane przez kable instalacji 12-woltowej do kierownicy, a następnie poprzez karbonową karoserię z powrotem do sterownika – wyjaśnia Duesmann. Gdy mechanik podczas testów dotknął jednocześnie kierownicy i panelu bocznego, przez jego ciało przeszedł prąd o wysokiej częstotliwości. Miał szczęście w nieszczęściu, bo skończyło się na kilku czerwonych śladach i otarciach skóry – oraz bólu.