چرا تیم‌های NASCAR خودروی خود را برای هر پیست دوباره تنظیم می‌کنند؟

تیم‌های NASCAR خودروی Next Gen را که از نظر فنی در هر مسابقه یکسان است، متناسب با هر پیست تنظیم می‌کنند، چون تنظیم برنده بسته به نوع پیست کاملاً متفاوت است: در اوال‌های کوتاه از هندسه کمبر و تعلیق تطبیق‌یافته با پیچ چپ، در سوپراسپیوی‌ها از جلوپنجره بسته و دنده بلند برای حداقل پسا، و در پیست‌های جاده‌ای از هندسه متقارن و تجهیزات برف‌پاک‌کن برای پیچ‌های دوطرفه استفاده می‌شود. یعنی خودرو یکسان است، اما مهندسی زیر آن هر هفته از نو نوشته می‌شود.

ادعای «خودروی یکسان» چقدر واقع‌بینانه است؟

در سری Cup همه با همان مشخصات سوار خودرو می‌شوند؛ به آن Next Gen می‌گویند و برخی آن را Gen-7 می‌نامند. نخستین مسابقه‌اش را در 20 فوریه 2022 با Daytona 500 داد. شاسی لوله فولادی، موتورهای V8 تنفس طبیعی 5.86 لیتری، لاستیک‌های Goodyear، سوخت Sunoco Green E15... یعنی بدنه‌های شورولت، فورد و تویوتا متفاوت به نظر می‌رسند، اما اسکلت زیرین و تجهیزات اصلی مشترک است. حتی وزن هم تابع مقررات است: حداقل 1451 کیلوگرم همراه با راننده و بدون سوخت.

اما اگر خودرو یکسان است، چرا راننده‌ای که در Daytona سوار خودرو شده، درباره خودروی Martinsville می‌گوید «این کاملاً چیز دیگری است»؟ راز ماجرا در تنظیمات (setup) است. NASCAR عمداً Next Gen را با ترفندهای آیرودینامیکی کمتر طراحی کرد: بدنه کاملاً متقارن، اسپلیتر پلکانی جلو، و برای نخستین بار در تاریخ NASCAR دیفیوزر عقب. هدف کاهش سلطه جریان هوا بر بازی و انتقال دوباره تأکید به مهارت مکانیکی تیم بود. نتیجه: همان بدنه، اما یک بسته مهندسی کاملاً تازه در هر هفته. به نظر تو این تقلب است یا هیجان اصلی ورزش؟

کمبر: چگونه یک زاویه چرخ مسابقه را تعیین می‌کند

آشکارترین تفاوت تنظیمات بین اوال و پیست جاده‌ای، کمبر چرخ است؛ یعنی چرخ چند درجه نسبت به عمود خم می‌شود. در اوال‌ها تیم‌ها به سمت چپ کمبر مثبت و به سمت راست کمبر منفی می‌دهند. چرا؟ چون خودرو پادساعتگرد حرکت می‌کند، یعنی همیشه به چپ می‌پیچد. وقتی چرخ‌ها را به چپ «خم» می‌کنی، در پیچ سطح تماس بیشتر و چسبندگی بهتری به دست می‌آوری. تصور کن: وقتی با دوچرخه وارد پیچ می‌شی کمی خم می‌شوی، همان منطق است.

اما در پیست جاده‌ای هم پیچ چپ هست و هم راست. به همین دلیل در هر دو سمت کمبر منفی اعمال می‌شود؛ خودرو دیگر مثل یک مخروط یک‌طرفه نیست، بلکه مانند استوانه‌ای است که هر دو سمتش رفتاری برابر دارند. چون سمت راست در هر دو نوع پیست از کمبر منفی استفاده می‌کند، بیشتر قطعات مشترک می‌مانند و تغییرات عمدتاً روی گوشه جلوی چپ متمرکز می‌شود. این جزئیات، کار تیم‌ها را جدی راحت می‌کند.

به لطف قطعات پیچی، یک شاسی، پیست‌های متعدد

یکی از هوشمندانه‌ترین تصمیم‌های طراحی Next Gen در گلویی تعلیق پنهان است. خود گلویی برای همه پیست‌ها یکسان است؛ روی آن یک براکت Ackermann مخصوص هر پیست و زیر آن یک صفحه برشی (shear plate) اهرم کنترل مخصوص هر پیست پیچ می‌شود. یعنی بدون دور انداختن گلویی گران‌قیمت، فقط با تعویض براکت و صفحات، می‌توانی همان گلویی را در پیست‌های مختلف استفاده کنی.

اهرم‌های کنترل و میله‌های تو (toe link) هم بسته به پیکربندی تغییر می‌کنند: در پیکربندی اوال، قطعات سمت چپ و راست متفاوت هستند، در حالی که در پیکربندی پیست جاده‌ای از دو طرف قطعات یکسان استفاده می‌شود. در تعلیق عقب، اهرم‌های کنترل برای کَمبر منفی آینه‌سازی می‌شوند و صفحات اتصال بین شفت و توپی (hub) بسته به زوایای تعلیق سفارشی‌سازی می‌شوند. خلاصه اینکه در گذشته برای هر نوع پیست به شاسی جوش‌کاری‌شده اختصاصی نیاز بود؛ حالا اغلب برای تبدیل به پیست جاده‌ای، پیچ کردن صفحات و براکت‌های جدید کافی است. از نظر مهندسی یک صرفه‌جویی حیرت‌انگیز است، اینطور نیست؟

پکیج پیست جاده‌ای همچنین تجهیزات اضافی هم دارد: موتور برف‌پاک‌کن، دستگاه مه‌پاش، چراغ‌های بارش و باله‌های عقب که پاشش آب را کاهش می‌دهند. اندازه تیغه برف‌پاک‌کن هم به‌گونه‌ای قانون‌مند شده که مثل یک ابزار آیرودینامیکی استفاده نشود: حداکثر 2.50 اینچ ارتفاع و 1.50 اینچ عرض. وقتی هوای مرطوب اعلام می‌شود، بستن کانال خنک‌کاری راننده هم اجباری می‌شود.

سختی فنرها و فرمان‌دهی اکسل عقب: تعادل‌های نامرئی

فنرهای تعلیق، قطعاتی هستند که عملاً تعیین می‌کنند خودرو در خروج از پیچ چگونه رفتار خواهد کرد. فنر عقب چپ سخت‌تر، با حفظ وزن مورب دینامیکی در خودرو، تمایل به زیرفرمان‌رفتگی (understeer) یعنی لغزش جلو ایجاد می‌کند؛ فنر عقب چپ نرم‌تر دقیقاً برعکس عمل می‌کند. سختی فنر عقب راست آن چرخ را بالا نگه می‌دارد و فنرهای عقب بزرگ، با بالا نگه داشتن اسپویلر عقب در برابر باد، در خروج از پیچ چسبندگی یعنی «گاز گرفتن» به جلو را فراهم می‌کنند. به دلیل ترکیب‌های فنر، کمک‌فنر و اتصالات که برای هر اوال جداگانه تنظیم می‌شوند، باید تعلیق خودروی Cup را واقعاً سیستمی «دست‌ساز برای هر پیست» در نظر گرفت.

تنظیم دومِ ظریف، فرمان‌دهی اکسل عقب یعنی rear steer است. هدایت خط مرکزی اکسل عقب به سمت راست، زاویه تراست را به سمت راست مرکز می‌چرخاند و خودرو را «لُز» (loose)تر می‌کند؛ خودرویی که عقبش لغزان می‌شود در پیچ سریع‌تر می‌چرخد اما کنترلش سخت‌تر است. این حوزه چنان سلاح مؤثری است که NASCAR ناچار شد به‌تدریج آن را با قوانین سخت‌گیرانه کند. در روزهای اول Next Gen، برای زاویه فرمان چرخ عقب بازه قابل تحمل منفی 0.30 تا 0.30 درجه وجود داشت؛ این تلورانس به مشخصات 0 درجه کاهش یافت. به باور من، هدف‌گیری توسعه یک تیم واحد توسط یک تغییر قانون، روشن‌ترین مدرک اینکه این جزئیات چقدر سود می‌دهند است. اینکه یک تغییر قانون توسعه‌ی یک تیم واحد را هدف بگیرد، به باور من روشن‌ترین مدرک این است که این جزئیات چقدر سود می‌دهند.

یادداشت تکمیلی: در نسخه 2022 دیالتونا 500 از تعلیق مستقل عقب برای ایجاد اثر فرمان‌پذیری اضافی (skew) با پیچاندن بدنه استفاده شد و ناسکار این کار را پیش از دورهای تعیین رتبه محدود کرد. خلاقیت تیم‌ها واقعاً مرزها را به چالش می‌کشد.

نسبت دنده: موتور یکسان، نفس کشیدن متفاوت

در Next Gen گیربکس دستی ترتیبی 5 سرعته وجود دارد و نسبت در دنده بالا همیشه 1:1 است؛ یعنی موتور در حالت خروجی مستقیم می‌چرخد. پس تفاوت کجاست؟ در نسبت دیفرانسیل نهایی، یعنی نسبت بین پینیون شفت و چرخ‌دنده حلقه‌ای دیفرانسیل. ناسکار به تیم‌ها انعطاف‌پذیری انتخاب نسبت‌های دنده‌ای مختلف بر اساس نوع پیست را می‌دهد: در یک اوال کوتاه و پیچ‌دار با دنده کوتاه بلافاصله از خروجی‌ها شتاب می‌گیری، در حالی که در سوپراسپییدوی با دنده بلند دور موتور را پایین نگه می‌داری و با حداکثر سرعت سُر می‌خوری.

به همین دلیل تیم‌ها در اوال‌های کوتاهی مثل مارتینزویل و بریستول و در سوپراسپییدوی‌هایی مثل دیالتونا و تالادگا در طول فصل از بازه‌های مختلف دیفرانسیل نهایی استفاده می‌کنند. فکر کن: همان موتور، همان گیربکس، اما یک ساختار دنده‌ای کاملاً متفاوت بر اساس شخصیت پیست. این تشبیه را دوست دارم: وقتی با دوچرخه از کوه بالا می‌روی دنده کوچک را انتخاب می‌کنی و وقتی در جاده صاف شتاب می‌گیری دنده بزرگ را. در گاراژ ناسکار هر هفته همان محاسبه را انجام می‌دهند، اما با دقت مهندسی.

تعادل آیرودینامیکی: هنر ظریف چسب زدن روی جلوپنجره

ساده‌ترین و محبوب‌ترین راه برای تنظیم تعادل آیرودینامیکی سال‌هاست یکی است: چسب زدن روی جلوپنجره جلو. قبلاً هوای ورودی رادیاتور مستقیماً توسط جلوپنجره جذب می‌شد؛ تیم‌ها سال‌هاست با چسب زدن روی جلوپنجره، خنک‌کاری و آیرودینامیک را متعادل می‌کنند. هر دریچه‌ای که می‌بندی، هوای ورودی به خودرو را کم می‌کند: اندازه‌گیری شده که فشار روی رادیاتور پایینی را حدوداً -10 پاسکال تغییر می‌دهد. ورودی هوای کمتر به معنای درگ کمتر است؛ یعنی خودرویی سریع‌تر در مسیر مستقیم، اما ریسکی در کار است چون موتور کمتر خنک می‌شود.

چرا در سوپراسپییدوی وضعیت حرکت در یک ردیف ایجاد می‌شود؟

در سوپراسپییدوی‌ها قدرت موتور نیست، بلکه هوا تعیین‌کننده است. تیم‌ها در اینجا می‌خواهند درگ را تا حد امکان کاهش دهند: دهانه جلوپنجره بسته می‌شود، موتور در دنده بالا با نسبت 1:1 در دور اقتصادی نگه داشته می‌شود و خودروها پشت سر هم قرار می‌گیرند و با اسلیپ‌استریم مقاومت هوا را کاهش داده و شتاب می‌گیرند. وقتی همه به سمت یک بهینه‌سازی واحد می‌روند، خودروها ناگزیر وارد یک ردیف می‌شوند؛ و برای ایجاد تفاوت، رانندگان از زمان‌بندی حمله از درون درفت و همکاری که با هم‌تیمی‌هایشان برقرار می‌کنند استفاده می‌کنند. ست‌آپ در این نقطه نقشی نامرئی ایفا می‌کند: این انتخاب‌های کوچک آیرودینامیکی که در گاراژ انجام می‌شود، تعیین می‌کند کدام خودرو درون گروه بهتر سُر خواهد خورد.

در اوال‌های کوتاه تصویر کاملاً برعکس است: دهانه جلوپنجره جلو از خودروی سوپراسپییدوی بزرگ‌تر است و دریچه‌های اضافی وجود دارد که هوا را مستقیماً به ترمزها می‌دمند. چون در پیست کوتاه، سرعتی که در مسیر مستقیم به دست می‌آوری اهمیتی ندارد؛ همه چیز این است که بتوانی بارها و بارها بدون داغ شدن و افت عملکرد ترمزها وارد پیچ شوی. در سال 2023 ناسکار همچنین یک پکیج به‌روزرسانی برای پیست‌های کوتاه اعلام کرد: ضربه‌گیر عقب جدید، کلیپس شاسی عقب بازطراحی‌شده و کلیپس شاسی میانی بازنگری‌شده. یعنی حتی «همان خودرو» هم مثل ورزشکاران بسته به زمستان و تابستان برنامه‌اش را تغییر می‌دهد.

تفاوت‌های Setup بر اساس نوع پیست در یک نگاه

به نظر من این جدول قلب مقاله است: یک خودروی پایه واحد، سه ستون، سه شخصیت متفاوت. سخت است خلاصه بهتری پیدا کرد که عظمت دگرگونی تیم‌ها از پیستی به پیست دیگر را نشان دهد.

پاسخ این پرسش که چه چیزی با تغییر، همان شاسی را «خوب» می‌کند

خلاصه پاسخ پرسش این است: آنچه شاسی را خوب می‌کند، میزان سهولت سازگاری آن با پیکربندی‌های متفاوت است. Next Gen در این زمینه قوانین بازی را تغییر داد. به لطف بدنه متقارن و کاهش کمک‌های آیرودینامیکی، تیم برنده دیگر تیمی نیست که بیشترین کانال هوا را توسعه دهد؛ بلکه تیمی است که کامپانی، فنرها، زاویه rear steer و نسبت دنده را دقیق‌تر با پیست آن روز تطبیق دهد. تغییر قوانینی مثل به‌روزرسانی پیست کوتاه نیز نشان می‌دهد که این تعادل دائماً بازکالیبره می‌شود.

پس دفعه بعد که مسابقه را تماشا می‌کنی، فکر نکن «همه با یک خودرو مسابقه می‌دهند، سختی‌اش کجاست؟» زیر آن خودروها یک مجموعه مهندسی وجود دارد که هر هفته از نو ساخته می‌شود و تیم برنده معمولاً همان تیمی است که دقیقاً همان جزئیات نامرئی را درست حل کرده است. به نظر من این شیرین‌ترین راز پنهان NASCAR زیر نمایش ظاهری‌اش است. حالا اگر جای تو بودی، پیچ‌های تند اُوال کوتاه را انتخاب می‌کردی یا سرعت تک‌فایلی سوپراسپیڈوی را؟

منابع

• NASCAR: Next Gen features impact road-course setups
• Next Gen (NASCAR)
• Next Gen analysis: How teams adapt to Tuesday rule change
• NASCAR: Next Gen analysis: Auto Club offers strong data on repairs, adjustments
• NASCAR Next Gen car: Explaining the ins and outs
• The Right Body for the Track - How NASCAR Race Cars Work
• NASCAR Next Gen Cars Manual
• Rear Steer Technology - Circle Track Magazine
• NASCAR rule change puts brakes on Hendrick development
• Big Bar Soft Spring Set Up Secrets
• How NASCAR Teams Spent Millions Complicating A Stock Car
• How Many Gears Does a NASCAR Car Have?
• Modifying Radiator Flow