نبردهای آیرودینامیکی در DTM

جنگ‌های آیرودینامیکی DTM، تعادل رقابتی قهرمانی را در همه زمینه‌ها از بال‌ها تا دیفیوزرها و از هوای آلوده تا DRS شکل داد: در دوره Class One خودروها نیروی رو به پایین بیشتری حتی از خودروهای مسابقه‌ای GT تولید می‌کردند و تلاش مقررات برای مدیریت هوای آلوده، «رقابت پایینی» معروف این سری را زنده نگه داشت. این هم داستان کامل آن.

چرا آیرودینامیک در خودروهای DTM این‌قدر مهم است؟

بال‌ها و دیفیوزر یک خودروی مسابقه‌ای، درست مانند یک بال هواپیمای وارونه عمل می‌کنند: کارشان هدایت هوا به سمت بالا نیست، بلکه فشار دادن خودرو به زمین است. هرچه نیروی رو به پایین بیشتر شود، لاستیک‌ها محکم‌تر به زمین فشرده می‌شوند، چسبندگی افزایش می‌یابد و سرعت پیچ‌ها بالا می‌رود. در DTM این فیزیک، تمام هویت قهرمانی را تعیین کرد. زیرا در طول تاریخ این سری، مقررات‌گذاران هر بار با همان دوگانه روبه‌رو بودند: اگر آزادی عمل به آیرودینامیک بدهید، فناوری دیوانه‌وار می‌شود و هزینه‌ها منفجر می‌شود، و اگر محدودش کنید، رقابت نزدیکی که می‌خواهید خود نمایش را حفظ کند، آسیب می‌بیند.

همین تنش، داستان اصلی تکامل آیرودینامیکی DTM است. در مسیری که از کتاب قوانین باز دهه 90 به دوره Class One با بسته آیرودینامیکی مشترک و سرانجام به عصر GT3 می‌رسد، هر گام جستجوی دوباره تعادل میان «سرعت» و «قابلیت رقابت» بود.

اوایل دهه 90: قوانین باز و بال‌های بی‌مرز

وقتی قهرمانی در اواسط دهه 80 متولد شد، خودروها واقعاً همان خودروهای جاده‌ای بودند و به چند بال محدود نصب‌شده روی بدنه بسنده می‌کردند. اما با ورود تیم‌های کارخانه‌ای، قوانین به‌سرعت از این اصل فاصله گرفتند. در اوایل دهه 90، در رقابت میان مرسدس، اپل و آلفا رومئو، این سری به یکی از پیشرفته‌ترین کلاس‌های فناورانه جهان تبدیل شد و کتاب قوانین بسیار باز، عملاً یک زمین بازی بی‌مرز در اختیار مهندسان قرار داد.

بهای این آزادی، هزینه‌های سرسام‌آور بود. توسعه آزاد آیرودینامیک در حالی که خودروها را روزبه‌روز سریع‌تر می‌کرد، بودجه‌ها را به آسمان برد و قهرمانی در سال 1996 به پایان رسید - به‌علاوه آن فصل با نام ITC بین‌المللی شده بود و تمام مسابقه‌ها به خارج از آلمان منتقل شده بودند. یعنی نخستین جنگ بزرگ آیرودینامیکی DTM بدون آنکه برنده‌ای مشخص شود به پایان رسید.

دوره Class One: بسته‌های عظیم نیروی رو به پایین

سری که در سال 2000 دوباره متولد شد، از سال 2014 با Super GT ژاپن بر قوانین پایه یکسان توافق کرد و این فرآیند در سال 2019 تکمیل شد: از موتورهای V8 اتمسفری 4.0 لیتری به یونیت‌های توربوشارژ 2.0 لیتری گذر شد و این کلاس بین‌المللی نام Class One را گرفت. نتیجه، آخرین و رادیکال‌ترین فصل آیرودینامیکی «DTM واقعی» بود.

شگفت‌انگیز چی بود؟ قواعد در ظاهر همه چیز را محدود می‌کردند. مونوکوک، قطعات تعلیق، کف، بال عقب، دیفیوزر عقب و اسپلیتر جلو در همه خودروها یکسان بودند. اما حتی قطعات مشترک چنان بسته‌ای را می‌ساختند که نیروی رو به پایین خودروهای Class One احتمالاً از هر خودروی مسابقه‌ای GT امروزی بیشتر بود. نقطه ضعف نیز دقیقاً همین‌جا بود: درگ بالا، یعنی بازدهی آیرودینامیکی پایین. کل خودرو در مسیر مستقیم مثل تیغه‌ای تیز شتاب می‌گرفت، اما همان بسته آیرودینامیکی آن را مجبور می‌کرد با ارتفاع سواری بسیار بالا و حساسیت pitch کار کند.

تغییرات 2019 چه چیزی را خراب کرد؟

خودروهای 2019 در مقایسه با 2018 اسپلیتر جلوی کوچک‌تر و بال عقبی پهن‌تر اما تک‌پروفیل داشتند. این ترکیب دومنظوره نیروی رو به پایین را کاهش می‌داد و بدتر از آن آیرودینامیک را به جلو منتقل می‌کرد: جفت دیفیوزر جلوی کوچک + بال عقبی بزرگ اثر بی‌ثبات‌کننده ایجاد می‌کرد. بزرگ‌ترین دغدغه تیم‌های آیرودینامیک به همین دلیل عملکرد نبود، بلکه جلو بردن تعادل بود - بخش عمده انرژی باقی‌مانده از قبل صرف خنک‌کاری موتورهای توربوی جدید می‌شد.

جزئیات جالب: وقتی تیم‌ها پیکربندی‌هایی با مرکز فشار یکسان در مقررات قدیمی و جدید را مقایسه کردند، با افت نیروی رو به پایین بسیار کمتری از انتظار روبه‌رو شدند. یعنی تغییر قواعد نرم‌تر از چیزی که روی کاغذ بود فرود آمد. اما تفاوت اصلی نه در قواعد بلکه در رویکرد مهندسان بود. تیم‌ها از سختی رول پایین استفاده می‌کردند و می‌کوشیدند پیش از فعال شدن بامپ استاپ‌های سخت، پلتفرم را کنترل کنند. بعضی خودروهای Class One برای حفظ تعادل پلتفرم آیرودینامیکی هنگام ترمز، از هندسه‌های فوق‌العاده تهاجمی ضدشیرجه (anti-dive) و ضدانکسار (anti-lift) استفاده می‌کردند. خلاصه اینکه خودرو دماغه‌اش فرو نرود تا بال‌ها درست کار کنند - سری دیگری را به یاد ندارم که آیرودینامیک تا این حد با تعلیق درهم تنیده باشد. دوره‌ای که تعلیق در واقع یک تنظیم آیرودینامیکی نامرئی بود.

راکت Audi، دماغه BMW

با وجود قطعات مشترک، دو رویکرد از هم جدا شدند: Audi مفهوم rake بالا، یعنی حالتی که قسمت عقب را بالاتر نگه می‌دارد را برگزید، در حالی که BMW با زاویه pitch کوچک‌تری کار می‌کرد. گفته می‌شد طرف BMW معتقد بود رویکرد Audi مؤثرتر است اما نمی‌توانست طراحی فعلی خود را تغییر دهد. ممنوعیت فنر سوم و دمپرها در 2019 نیز یکی از عوامل تغذیه‌کننده این خلاقیت بود؛ هرچند محل مناقشه است که ممنوعیت واقعاً صرفه‌جویی ایجاد کرد، اما روشن است که تیم‌ها را به سمت راه‌حل‌های هوشمندانه‌ای مانند anti-dive/anti-lift سوق داد. (ادعاهای مبنی بر مزیت Audi در مقررات توان موتور و جریان سوخت به‌عنوان گمانه‌زنی تأییدنشده باقی ماند.)

مسابقه زیرین: هوای آلوده، اسلیپ‌استریم و تعادل DRS

آنچه که به آن «مسابقه پشت سر هم» در DTM می‌گویند می‌دانی: داخل کورنه، دو خودرویی که تا چند متر به هم نزدیک می‌شوند، رقابتی که تماشاگر را از هیجان از صندلی بلند می‌کند. اما پشت این نمایش فیزیک سختی نهفته است. خودروی جلویی پشت خودش هوای آشفته، یعنی «کثیف» باقی می‌گذارد. این جریان آلوده، downforce خودروی عقب را کاهش می‌دهد و تعادل ایروفیلی آن را به هم می‌زند؛ در نتیجه خودروی تعقیب‌کننده در پیچ به سختی می‌تواند با همان سرعت بپیچد و مجبور به کاهش سرعت می‌شود. در فرمول 1 نمونه‌هایی مطرح شده که یک خودروی تعقیب‌کننده تا 35 درصد downforce خود را از دست می‌دهد - این اثر در خودروهای مسابقه‌ای در هر کلاسی صادق است.

اما همان هوای کثیف یک روی سودمند هم دارد: اسلیپ‌استریم. در مستقیم، وقتی در ناحیه کم‌فشار پشت خودروی جلویی کشیده می‌شوی، اصطکاک کم می‌شود و سرعتت بالا می‌رود. یعنی یک پدیده دو نتیجه متفاوت تولید می‌کند: در مستقیم امکان نزدیک شدن به حریف، و در پیچ مجبور شدن به کاهش سرعت قبل از ورود به کورنه. سبقت خوب دقیقاً در زمان‌بندی بین این دو نیرو پنهان است.

قوانین Class One لایه جدیدی بر این تعادل اضافه کردند: DRS. بال عقب بزرگ تک‌المان مشترک، اثر کاهش پسا DRS را بسیار چشمگیر می‌کرد - وقتی بال باز می‌شد مقاومت هوا به طور جدی کاهش می‌یافت و در مانورهای سبقت، افزایش سرعت قابل توجهی حاصل می‌شد. حداکثر در هر دور 3 بار قابل استفاده بود و خارج از بخش‌هایی که شتاب جانبی یا فشار ترمز از حد آستانه فراتر می‌رفت، در وضعیت آزاد قرار داشت. در پیستی مثل هوکنهایم این سیستم حدوداً 9 کیلومتر بر ساعت افزایش سرعت نهایی فراهم می‌کرد. در کنارش Push-to-Pass هم بود: با افزایش دبی سوخت مجاز برای مدت مشخصی قدرت را بالا می‌برد و در 2020 در تمرین‌ها هم آزاد بود؛ زمان‌های کلاسیک‌بندی بسته به آن کاهش یافت. منطق مقررات بسیار روشن بود: اگر نمی‌توانی با محدود کردن ایروفیلی، نزدیکی را به زور حفظ کنی، با سیستم‌های کمکی نزدیکی را پاداش بده.

دیدار با Super GT: دو فلسفه ایروفیلی، یک کتاب قانون

یکی از رنگارنگ‌ترین لحظات Class One در Dream Race سال 2019 در فوکی رخ داد: خودروهای DTM و Super GT زیر همان قوانین پایه با هم مسابقه دادند. اما شباهت ظاهری گمراه‌کننده بود. DTM در چارچوب صرفه‌جویی هزینه با پکیج ایروفیلی مشترک مسابقه می‌داد، در حالی که Super GT از طرح‌های ایروفیلی پیچیده‌تر و باشکوه‌تری استفاده می‌کرد. یک کتاب قانون، در دو قاره دو فرهنگ مهندسی متفاوت - زیباترین جنبه این مقایسه.

در عصر GT3 از آیرودینامیک چه شد؟

جدایی مرسدس در 2019، رفتن Aston Martin که در 2019 پیوسته بود در پایان فصل، و سوق دادن همین موضوع به Audi برای کناره‌گیری در پایان 2020، سری را به تصمیمی بنیادین رساند: در 2021 قوانین Class One به طور کامل کنار گذاشته شد و به قوانین مبتنی بر GT3 مهاجرت صورت گرفت و مالکیت سری به ADAC منتقل شد. سری نامش را حفظ می‌کند اما این دیدگاه که «DTM واقعی در 2020 به پایان رسید» در میان طرفداران رایج است - این باور مشترک وجود دارد که خودروهای GT3 با روش‌هایی مثل اسپلیتر و جابه‌جایی تعادل وزن به جلو، downforce جلویی تولید می‌کنند اما به آن سطح جنون‌آمیز downforce کلاس Class One نمی‌رسند.

در ضمن، مشکل هوای آلوده در هیچ نقطه‌ای از دنیا حل نشده است: حتی قوانین فرمول 1 در سال 2026 نیز هدفش کاهش نقش ground effect با کف‌های صاف‌تر و کاهش مشکل هوای آلوده است. بنابراین چیزی که DTM در دوره Class One تلاش می‌کرد با قوانین متعادلش کند، در واقع در قلب ورزش‌های موتوری یک نزاع است.

در پایان: سرعت یا مسابقه؟

وقتی تاریخ آیرودینامیک DTM را می‌خوانم به این فکر می‌کنم: سریع‌ترین خودروی هر دوره، لزوماً بهترین خودروی مسابقه‌ای آن دوره نبود. بال‌های بدون محدودیت دهه 90 در حالی که یک ضیافت فناوری را به نمایش می‌گذاشتند، سری را به پایان رساندند؛ پکیج آیرودینامیک مشترک Class One رقابت را نجات داد اما باعث شد مهندسان‌ها به جای «عملکرد واقعی» درگیر خنک‌کاری و تعادل شوند. قانون‌گذار هر بار روی همان طناب راه رفت و DTM دقیقاً به لطف همین تنش، هویت خود را یافت. عبور نزدیک نتیجه تصادف نبود، بلکه حاصل طراحی بود - و به نظرم این هنوز صادقانه‌ترین درس ورزش‌های موتوری است.

اگر به جای او بودی چه می‌کردی: آزادی بی‌حد آیرودینامیک یا خودروهایی که می‌توان از آن‌ها به‌طور نزدیک سبقت گرفت؟

منابع

• دی‌تی‌ام واقعی - نگاهی به کلاس یک (بخش 1) - وبلاگ DrRacing
• دی‌تی‌ام واقعی - نگاهی به کلاس یک (بخش 3) - وبلاگ DrRacing
• توضیح اسلیپ‌استریم و «هوای آلوده» - Racecar Engineering
• تفاوت بین اسلیپ‌استریم و هوای آلوده چیست؟ - RaceTeq
• ویژگی: قدرت رو به پایین در فرمول یک، به زبان ساده - Mercedes AMG F1
• دیفیوزرها | اصول مهندسی - Racecar Engineering
• چرا سوپر جی‌تی در دریم ریسِ فوجی از دی‌تی‌ام عقب نمی‌ماند - Autosport
• Deutsche Tourenwagen Masters - ویکی‌پدیا
• خودروهای تورینگ کلاس 1 - ویکی‌پدیا