ทำไมทีม NASCAR ถึงปรับแต่งรถใหม่สำหรับแต่ละสนามแข่ง?

ทีม NASCAR ปรับแต่งรถ Next Gen ที่เทคนิคแล้วเหมือนกันทุกประการในแต่ละการแข่งขันให้เข้ากับสนาม เพราะเซ็ตอัปของผู้ชนะแตกต่างกันสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับประเภทสนาม: ในสนามรีบวงสั้นจะใช้แคมเบอร์และเรขาคณิตของระบบกันสะเทือนที่ปรับให้เข้ากับการเลี้ยวซ้าย ในสนามซูเปอร์สปีดเวย์จะใช้กริลปิดและเกียงยาวเพื่อลดแรงต้านอากาศให้น้อยที่สุด ส่วนในสนามถนนจงใช้เรขาคณิตแบบสมมาตรและชุดที่ปัดน้ำฝนสำหรับการเลี้ยวสองทิศทาง นั่นคือรถคันเดิม แต่วิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังถูกเขียนขึ้นใหม่ทุกสัปดาห์

ข้ออ้างเรื่อง "รถเหมือนกัน" นั้นเป็นจริงแค่ไหน?

ใน Cup Series ทุกคนขับรถที่เหมือนกันตามสูตรเดียวกัน มันถูกเรียกว่า Next Gen และบางคนก็เรียกมันว่า Gen-7 มันลงสนามแข่งครั้งแรกในวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2022 กับศึก Daytona 500 แชสซีโครงเหล็ก, เครื่องยนต์ V8 แบบดูดอากาศธรรมชาติ 5.86 ลิตร, ยาง Goodyear, เชื้อเพลิง Sunoco Green E15... นั่นคือตัวถังของ Chevrolet, Ford และ Toyota ดูแตกต่างกัน แต่โครงสร้างภายใต้และอุปกรณ์พื้นฐานเป็นแบบร่วมกัน แม้แต่น้ำหนักก็ถูกกำหนดด้วยกฎ: ขั้นต่ำ 1,451 กก. พร้อมคนขับและไม่มีเชื้อเพลิง

แล้วถ้าเป็นรถคันเดียวกัน ทำไมคนขับที่ขับรถคันเดิมใน Daytona ถึงบอกว่ารถที่ Martinsville "นี่มันคนละเรื่องเลย"? ความลับอยู่ที่เซ็ตอัป NASCAR ออกแบบ Next Gen ให้มีเทคนิคกลอกลอากาศพลศาสตร์น้อยลงโดยเจตนา: ตัวถังสมมาตรสมบูรณ์, สปลิตเตอร์หน้าแบบขั้นบันได และดิฟฟิวเซอร์หลังเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ NASCAR เป้าหมายคือลดบทบาทการครอบเกมของกระแสลม และย้ายจุดเน้นกลับไปที่ฝีมือด้านกลไกของทีม ผลลัพธ์: ตัวถังเดิม แต่แพ็กเกจวิศวกรรมใหม่เอี่ยมทุกสัปดาห์ คุณคิดว่านี่คือการโกง หรือเป็นความตื่นเต้นที่แท้จริงของกีฬานี้กันแน่?

แคมเบอร์: เมื่อมุมของล้อหนึ่งตัวกำหนดผลการแข่งขัน

ความแตกต่างของเซ็ตอัปที่เด่นชัดที่สุดระหว่างสนามรีบวงกับสนามถนนคือแคมเบอร์ล้อ นั่นคือล้อจะเอียงออกจากแนวตั้งกี่องศา ในสนามรีบวง ทีมต่างๆ จะใช้แคมเบอร์บวกที่ด้านซ้ายและแคมเบอร์ลบที่ด้านขวา ทำไม? เพราะรถวิ่งทวนเข็มนาฬิกา นั่นคือเลี้ยวซ้ายตลอดเวลา เมื่อ "เอียง" ล้อไปทางซ้าย คุณจะได้พื้นผิวสัมผัสมากขึ้นในโค้งและการยึดเกาะถนนที่ดีกว่า ลองนึกภาพ: ตอนปั่นจักรยานเข้าโค้งคุณจะเอียงตัวเล็กน้อย ตรรกะเดียวกันเลย

แต่ในสนามถนนมีทั้งเลี้ยวขวาและเลี้ยวซ้าย ด้วยเหตุนี้จึงใช้แคมเบอร์ลบทั้งสองด้าน รถจะไม่ใช่กรวยที่เอียงไปข้างเดียวอีกต่อไป แต่เปรียบเสมือนทรงกระบอกที่ทำงานเท่าเทียมกันทั้งสองด้าน เนื่องจากด้านขวาใช้แคมเบอร์ลบอยู่แล้วในทั้งสองประเภทสนาม ชิ้นส่วนส่วนใหญ่จึงยังคงใช้ร่วมกันได้ และการเปลี่ยนแปลงจะกระจุกตัวอยู่ที่มุมหน้าซ้ายเป็นหลัก รายละเอียดนี้ช่วยอำนวยความสะดวกให้ชีวิตของทีมอย่างมาก

ชิ้นส่วนแบบเกลียวบอลต์ทำให้มีแชสซีเดียว ใช้ได้หลายสนาม

หนึ่งในการตัดสินใจออกแบบที่ฉลาดที่สุดของ Next Gen ถูกซ่อนอยู่ที่สตรัทของระบบกันสะเทือน ตัวสตรัทนั้นเหมือนกันสำหรับทุกสนาม โดยด้านบนจะยึดแบร็กเก็ต Ackermann เฉพาะสนาม และด้านล่างจะยึดเชียร์เพลตของแขนควบคุมเฉพาะสนามด้วยเกลียวบอลต์ นั่นหมายความว่าคุณสามารถใช้สตรัทราคาแพงตัวเดียวกันในสนามที่ต่างกันได้โดยไม่ต้องทิ้งมัน เพียงแค่เปลี่ยนแบร็กเก็ตและเพลตเท่านั้น

แขนควบคุมและโทลิงก์ก็เปลี่ยนตามการตั้งค่าเช่นกัน: ในการตั้งค่าสนามวงรี ชิ้นส่วนด้านซ้ายและขวาต่างกัน ส่วนในการตั้งค่าสนามถนนจะใช้ชิ้นส่วนเหมือนกันทั้งสองด้าน ในระบบกันสะเทือนหลัง แขนควบคุมจะถูกทำมิเรอร์สำหรับแคมเบอร์ลบ ส่วนแอบัตเมนต์เพลตระหว่างชาฟต์กับฮับจะถูกปรับแต่งตามมุมของระบบกันสะเทือน กล่าวโดยย่อ ในอดีตแต่ละประเภทสนามจำเป็นต้องมีแชสซีเฉพาะแบบเชื่อมเอง ตอนนี้สำหรับการแปลงเป็นสนามถนน ส่วนใหญ่มักเพียงแค่ติดเกลียวเพลตและแบร็กเก็ตใหม่เท่านั้น ในแง่วิศวกรรมถือเป็นการประหยัดอย่างมหาศาล ใช่ไหม?

แพ็กเกจสนามถนนยังมีอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมอีกด้วย: มอเตอร์ที่ปัดน้ำฝน เครื่องพ่นหมอก ไฟหน้าสำหรับฝน และแผ่นปีกหลังที่ช่วยลดการสาดของน้ำ ขนาดของใบมีดที่ปัดน้ำฝนก็ถูกกำหนดด้วยกฎ เพื่อไม่ให้ถูกใช้เป็นอุปกรณ์อากาศพลศาสตร์: สูงสุด 2.50 นิ้ว สูง และ 1.50 นิ้ว กว้าง เมื่อประกาศสภาพอากาศแห้ง การปิดช่องระบายความร้อนของนักขับก็จะบังคับ

ความแข็งของสปริงและการกำหนดทิศทางเพลาหลัง: สมดุลที่มองไม่เห็น สมดุลที่มองไม่เห็น

สปริงของระบบกันสะเทือนคือชิ้นส่วนที่เป็นตัวกำหนดจริงว่ารถจะทำงานอย่างไรเมื่อออกจากโค้ง สปริงหลังซ้ายที่แข็งขึ้นจะรักษาน้ำหนักไขว้แบบไดนามิกไว้ในรถ สร้างแนวโน้มอันเดอร์สเตียร์ หรือการเลี้ยวลื่นหน้า สปริงหลังซ้ายที่นุ่มจะทำตรงกันข้าม ความแข็งของสปริงหลังขวาจะค้ำล้อนั้นไว้ด้านบน ส่วนสปริงหลังขนาดใหญ่จะยกสปอยเลอร์หลังขึ้นในลม ทำให้ได้การยึดเกาะเมื่อออกจากโค้ง หรือการไบต์ไปข้างหน้า ด้วยคอมบิเนชันของสปริง โช้ค และลิงก์ที่ปรับแยกกันสำหรับแต่ละสนามวงรี จึงต้องมองว่าระบบกันสะเทือนของรถ Cup เป็นระบบที่ "ทำเองทีละสนาม" จริงๆ

การปรับจูนละเอียดครั้งที่สองคือการกำหนดทิศทางเพลาหลัง หรือเรียร์สเตียร์ การหันแกนกลางเพลาหลังไปทางขวาจะเปลี่ยนมุมทรัสต์ไปทางขวาของจุดศูนย์กลาง และทำให้รถ "หลวม" ขึ้น รถที่ท้ายเลื่อนจะเลี้ยวในโค้งได้เร็วขึ้น แต่ควบคุมยากขึ้น พื้นที่นี้เป็นอาวุธที่มีประสิทธิภาพมากจน NASCAR ต้องเข้มงวดด้วยกฎหลายครั้งตลอดเวลา ในช่วงแรกของ Next Gen มุมสเตียร์ล้อหลังยอมให้อยู่ในช่วง -0.30 ถึง 0.30 องศา แต่ความคลาดเคลื่อนนี้ถูกปรับลงเป็นสเปก 0 องศา ยิ่งไปกว่านั้นยังมีกฎพิเศษที่จำกัดการพัฒนาของ Hendrick Motorsports ที่ให้เรียร์สเตียร์หลังที่ง่ายดายต่อนักขับด้วยซ้ำ การที่การเปลี่ยนแปลงกฎหนึ่งครั้งมุ่งเป้าไปที่การพัฒนาของทีมเดียว นั่นคือหลักฐานที่ชัดเจนที่สุดว่ารายละเอียดเหล่านี้ให้ผลกำไรมากเพียงใด

หมายเหตุเพิ่มเติม: ในการแข่งขัน Daytona 500 ปี 2022 ระบบกันสานหลังแบบอิสระถูกใช้เพื่อบิดตัวถังให้ได้แรงเลี้ยวเพิ่มเติม (skew) และ NASCAR ได้จำกัดการปฏิบัติแบบนี้ก่อนการรับรองสนาม ความครีเอทีฟของทีมต่าง ๆ ได้ทดสอบขีดจำกัดอย่างแท้จริง

อัตราทดเฟือ: เครื่องยนต์เดียวกัน การหายใจที่ต่างกัน

Next Gen มีเกียร์กระปุกลำดับชั้นแบบมือ 5 สปีด และในเกียร์สูงสุดอัตราทดจะเป็น 1:1 เสมอ นั่นคือเครื่องยนต์หมุนในโหมดส่งกำลังตรง แล้วความต่างอยู่ที่ไหน? อยู่ที่อัตราทดเฟือขับเคลื่อนสุดท้าย นั่นคืออัตราส่วนระหว่างพินิออนเพลากลางกับเฟืองวงแหวนดิฟเฟอเรนเชียล NASCAR ให้ความยืดหยุ่นแก่ทีมในการเลือกอัตราทดเฟือที่แตกต่างกันตามประเภทสนาม: ในสนามรูปวงรีที่สั้นและมีโค้งมาก คุณจะเกียร์สั้นเพื่อทะยานออกจากโค้งได้ทันที ขณะที่ในซูเปอร์สปีดเวย์ คุณจะใช้เกียร์ยาวเพื่อรักษารอบเครื่องยนต์ให้ต่ำและไหลไปที่ความเร็วสูงสุด

ด้วยเหตุนี้ ในสนามวงรีสั้นอย่าง Martinsville หรือ Bristol และซูเปอร์สปีดเวย์อย่าง Daytona กับ Talladega ทีมต่างจึงใช้ช่วงอัตราทดเฟือขับเคลื่อนสุดท้ายที่แตกต่างกันตลอดฤดูกาล ลองคิดดู: เครื่องยนต์เดียวกัน กระปุกเกียร์กล่องเดียวกัน แต่มีการตั้งค่าเกียร์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงตามลักษณะของสนาม ฉันชอบการเปรียบเทียบนี้: เวลาปั่นจักรยานขึ้นเขา คุณจะเข้าเฟืองเล็ก แต่เวลาเร่งบนถนนตรง คุณจะเข้าเฟืองใหญ่ ในโรงรถ NASCAR พวกเขาทำการคำนวณเดียวกันนี้ทุกสัปดาห์ แต่ด้วยความแม่นยำเชิงวิศวกรรม

สมดุลอากาศพลศาสตร์: ศิลปะอันละเอียดอ่อนของการติดเทปหน้ากริลล์

วิธีที่ง่ายที่สุดและเป็นที่นิยมที่สุดในการปรับสมดุลอากาศพลศาสตร์มาหลายปีก็คือ: การติดเทปหน้ากริลล์ สมัยก่อนกริลล์หน้าจะรับลมเข้าตรง ๆ ไปยังระบบหล่อเย็น ทีมต่างติดเทปบนกริลล์มาหลายปีเพื่อสร้างสมดุลระหว่างการระบายความร้อนกับอากาศพลศาสตร์ ช่องลมทุกช่องที่คุณติดเทป จะลดปริมาณอากาศที่เข้าสู่ยานพาหนะ: วัดได้ว่ามันเปลี่ยนแรงดันบนหม้อน้ำล่างประมาณ -10 Pa ลมเข้าน้อยลงหมายถึงแรงต้านน้อยลง นั่นคือรถจะเร็วขึ้นบนทางตรง แต่ก็มีความเสี่ยงเพราะเครื่องยนต์จะระบายความร้อนได้น้อยลง

ทำไมสนามซูเปอร์สปีดเวย์ถึงเกิดสถานการณ์วิ่งเรียงเดี่ยว?

ในซูเปอร์สปีดเวย์ สิ่งที่กำหนดคืออากาศ ไม่ใช่กำลังของเครื่องยนต์ ทีมต่างอยากลดแรงต้านให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้: ช่องกริลล์ถูกติดเทป เครื่องยนต์ถูกคุมไว้ที่รอบประหยัดในเกียร์สูงสุดด้วยอัตราทด 1:1 และรถต่างเข้าไปต่อท้ายกันเพื่อตัดแรงต้านอากาศด้วย slipstream แล้วเร่งความเร็ว เมื่อทุกคนวิ่งเข้าหาการเพิ่มประสิทธิภาพแบบเดียวกัน รถก็จำเป็นต้องเรียงเป็นแถวเดียวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อสร้างความแตกต่าง นักขับจึงใช้การจังหวะเวลาเข้าโจมตีจากภายใน draft และการร่วมมือที่สร้างไว้กับเพื่อนร่วมทีม การเซ็ตอัปเล่นบทบาทที่มองไม่เห็น ณ จุดนี้: ทางเลือกอากาศพลศาสตร์เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ทำกันในโรงรถคือสิ่งที่กำหนดว่ารถคันไหนจะไหลตามกลุ่มได้ดีกว่า

ในสนามวงรีสั้น ภาพจะตรงข้ามโดยสิ้นเชิง: ช่องกริลล์หน้าจะใหญ่กว่าของรถซูเปอร์สปีดเวย์ และยังมีช่องลมเพิ่มเติมที่เป่าลมเข้าเบรกโดยตรง เพราะบนสนามสั้น ความเร็วที่ได้บนทางตรงไม่มีความสำคัญ สิ่งสำคัญที่สุดคือการเข้าโค้งได้ซ้ำ ๆ โดยที่เบรกไม่ร้อนจนเกินไปและไม่จางหาย ในปี 2023 NASCAR ยังได้ประกาศแพ็กเกจอัปเดตสำหรับสนามสั้นอีกด้วย: สปอยเลอร์หลังใหม่ คลิปแชสซีหลังที่ออกแบบใหม่ และคลิปแชสซีกลางที่ได้รับการปรับปรุง กล่าวคือ แม้แต่ "รถคันเดิม" ก็ยังเปลี่ยนโปรแกรมตามฤดูหนาวและฤดูร้อนเหมือนนักกีฬา

สรุปความแตกต่างของเซ็ตอัพตามประเภทสนามในภาพรวม

ตารางนี้คือหัวใจของบทความในความเห็นของผม: รถฐานเดียวกัน แต่มีคาแรกเตอร์สามแบบในสามคอลัมน์ ยากที่จะหาบทสรุปที่ดีกว่านี้ในการแสดงขนาดของการเปลี่ยนแปลงที่ทีมต่างๆ ทำจากสนามหนึ่งไปยังอีกสนามหนึ่ง

คำตอบของคำถามว่าอะไรทำให้แชสซีเดียวกัน "ดี" เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เปลี่ยนไป

โดยสรุปคำตอบของคำถามคือ: สิ่งที่ทำให้แชสซีดีคือ มันปรับตัวเข้ากับการกำหนดค่าที่แตกต่างกันได้ง่ายเพียงใด Next Gen เปลี่ยนกติกาของเกมในเรื่องนี้ ด้วยตัวถังแบบสมมาตรและการลดอุปกรณ์ช่วยแอโรไดนามิก ทีมที่ชนะไม่ใช่ทีมที่พัฒนาช่องทางอากาศมากที่สุดอีกต่อไป แต่เป็นทีมที่ปรับแคมเบอร์ สปริง มุม rear steer และอัตราทดเกียร์ให้เหมาะกับสนามในวันนั้นที่สุด การเปลี่ยนกฎอย่างการอัปเดตสนามสั้นก็แสดงให้เห็นว่าสมดุลนี้ถูกปรับเทียบใหม่อย่างต่อเนื่อง

ดังนั้นครั้งหน้าเมื่อดูการแข่งขัน อย่าคิดว่า "ทุกคนแข่งด้วยรถคันเดียวกัน ยากตรงไหน?" ใต้รถเหล่านั้นมีระบบวิศวกรรมทั้งหมดที่ถูกประกอบใหม่ทุกสัปดาห์ และทีมที่ชนะมักเป็นทีมที่แก้รายละเอียดที่มองไม่เห็นเหล่านั้นได้ถูกต้อง ผมว่านี่คือความลับที่หวานที่สุดที่ซ่อนอยู่ใต้การแสดงที่มองเห็นของ NASCAR แล้วถ้าเป็นคุณ คุณจะเลือกโค้งดุดันของวงรีสั้น หรือความเร็วไฟล์เดียวของซูเปอร์สปีดเวย์?

แหล่งอ้างอิง

• 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