Preparação do piloto para um fim de semana de corrida: Análise do traçado

Quando o engenheiro de dados conversa com o piloto sobre o traçado percorrido, estamos nos referindo ao traçados tomado por este nas curvas, em especial as curvas que levam para a maior reta da pista. Não que as outras não sejam importante, mas esta é a mais importante a ser verificada nos dados colhidos.

Em geral diz-se que toda curva deve ser contornada seguindo regra fora-dentro-fora (out-in-out), e isso não é alterado, mas o ponto onde o piloto tocará o lado de dentro da curva, pode definir alguns décimos de segundo a mais ou a menos. Esse ponto é chamado de apex, ou ápice, e é o ponto no qual o veículo alcança o menor raio dentro da curva. O raio de curva será o menor quando a aceleração lateral atingir o seu valor máximo.

Existem três tipos de apex que podem ser utilizados para contornar um curva, conforme pode ser visualizado na figura abaixo:

Foto: Segers. J. Analisys Tequiniques for Racecar Data Acquisition, 1° Edição. Warrendale, PA. SAE International. 2008.
  • Mid corner apex;
  • Late apex;
  • Early apex.

Segers (2008) diz que o fator que determina o traçado que o piloto toma dentro de uma curva, é a velocidade que este carrega para dentro desta. Além disso, para obter a maior velocidade dentro de um curva, o piloto deve contornar esta com o maior raio de curva possível. Não existe uma regra para todas as curvas, o método de tentativa e verificação dos dados ajuda na seleção do melhor traçado. Assim o piloto determina se atingirá o ápice tardiamente, cedo ou no meio da curva.

Através do data logger é possível verificar se o traçado que o piloto utilizou foi o ideal, basta utilizar as seguintes informações:

  • Aceleração lateral (G lat);
  • Velocidade do veículo.

Com estes dois dados podemos obter o raio de curvatura do veículo quando se encontra contornando a curva, utilizando a seguinte relação:

R = V²/Glat

Também utilizar a seguinte formulação para o raio de curvatura no software Pi Toolbox:

sqrt(pow((pow([Speed] / 3.6, 2)) / ([Accel Y] * 9.81), 2))

Uma vez com os dados de raio de curva (corner radius) e da aceleração lateral é possível confeccionar os gráficos para avaliação do traçado do piloto e determinar quando utilizar o ápice tardio, breve ou no meio da curva.

Mid corner apex

Como o próprio nome diz, é quando o piloto toca o ápice da curva no ponto de simetria desta. Este tipo de traçado é fácil de se identificar nos gráficos, conforme é possível visualizar abaixo.

O traço vertical preto indica o apex da curva.

Quando o piloto encontra o ápice no meio da curva, o gráfico de aceleração lateral mostra um breve seção plana na zona correspondente a parte central da curva. Neste ponto, o raio da curva está em seu valor mínimo, cerca de 35,0 m. Esse tipo de abordagem em curvas é muito comum, e pode ser utilizado em quase todos os tipos de curva,  promove um equilíbrio entre a velocidade de entrada e a velocidade de saída da curva. Entretanto, contornar curvas com o ápice no meio desta é mais comum em curvas de raio constante, pois essa abordagem é melhor aproveitada em curva desse tipo. Em se tratando de curvas que levam a uma grande reta, mid apex pode significar mais tempo acelerando em linha reta sem sacrificar a velocidade de saída de curva.

Late apex

Nesta abordagem, o ápice da curva é encontrado após sua sessão central, o gráfico mostra que os valores maiores do raio de curva estão concentrados na região da entrada da curva.

Neste exemplo o ápice da curva é obtido mais próximo do fim curva. Isso faz com que piloto sacrifique a velocidade de entrada da curva para poder deixar a dianteira do veículo apontada direto para a saída desta. A vantagem desta abordagem encontra-se no fato de que, na saída da curva, todo o potencial dos pneus será usado para re-acelerar. Fazendo isso em uma curva que desemboque em uma grande reta, obtém-se um maior aproveitamento da distância percorrida entre o ponto de saída da curva e o fim da reta.

No gráfico, um ápice tardio mostra o pico de aceleração lateral logo no entrada da curva, mas que decresce a medida que o veículo a contorna até o ponto no qual o piloto começa a retornar o volante para a posição reta.

Existem alguns tipos de curva no qual o late apex é preferível, uma destas são as curvas onde o raio diminui a medida que é contornada. Neste caso, atingir o ápice no fim auxilia na saída da curva, visto que são curvas em que o raio é menor no final, coincidindo com o ponto no qual o piloto toca ápice.

Outro caso de curva normalmente contornada com um ápice tardio é o hairpin. Para Segers (2008), hairpins são casos especias, nos quais utiliza-se um ápice tardio, para ter mais espaço percorrido em WOT, porém também é útil contornar essas curvas com dois apex.

Early apex

Nessa abordagem o piloto conduz o veículo ao ápice da curva de forma mais breve possível, encostando na parte interna da curva logo no início desta. O early apex é visto no gráfico de raio de curva x aceleração lateral da forma abaixo:

Um caso early apex. Curiosamente, o pico de força G lateral ocorre mais próximo do fim da curva.

O gráfico acima mostra que o piloto está girando mais o volante na parte final da curva, pois para ser rápido, em algum ponto desta o piloto terá encontrar o ápice. Entretanto, conforme o piloto gira o volante, mais força G lateral é obtida até que esta atinge seu pico tardiamente, mais próximo do fim da curva. Por fim, um ápice breve resulta em uma velocidade de saída menor, uma vez que é na saída da curva que o piloto está girando mais o volante, consequente apenas voltará a acelerar o veículo depois que este esteja apontando para a nova trajetória.

Em geral o early apex é utilizado em curvas nas quais o raio aumenta conforme contornamos a curva, dessa forma, atingir o ápice logo no início é uma maneira de aproveitar melhor a pista, visto que é na saída que o piloto estará esterçando mais o carro.

Dados suplementares

Os dados obtidos através do data logger como, aceleração lateral, velocidade e o canal matemático raio de curva fornecem informação suficiente para entender como está abordagem piloto em relação as curvas. Entretanto, podemos adquirir dados suplementares para realizar uma melhor análise, são estes:

  • Dados do GPS;
  • Google Earthe;
  • Vídeos onboard.

Em certames grandes, o suporte de informação é maior, sendo então frequente o uso de GPS nos veículos. Esses dispositivos já adquiriram um nível de precisão no qual é possível visualizar facilmente o traçado tomado pelo piloto e, além disso, fazer comparações entre voltas e até, entre pilotos diferentes.

Alguns softwares dispõe de portabilidade com o Google Earth™, de forma que as linhas do traçado sejam vistas no mapa real do circuito, porém nem todos os softwares e, até mesmo, as categorias, dispõem desse recurso. Nesses casos, Segers (2008) diz que é possível estabelecer um mapa com os limites da pista através do GPS, colocando o data logger em bicicleta e dando voltas na pista, ora na borda externa, ora na borda interna.

Conclusão

Por fim, não há uma regra geral para encontrar o traçado ideal, para que isso seja obtido é importante estar sempre conversando com o piloto, uma vez que as reações mostradas nos gráficos dependem do balanço do veículo e da técnica do piloto. Entretanto, Segers (2008) sugere conferir as velocidades de entrada e saída de curva realizadas pelo piloto.

O objetivo maior dessa análise, é maximizar o tempo em que o veículo permanece acelerado e minimizar o tempo em retas. Portanto, realizar essa verificação em todas as curvas pode ser muito custoso, é mais interessante concentrar a atenção nas curvas que desembocam nas grandes retas do circuito.

Referências

  • Segers. J. Analisys Tequiniques for Racecar Data Acquisition, 1° Edição. Warrendale, PA. SAE International. 2008;
  • JS Engineering BVBA, Racecar Data Acquisition & Analysis Math Channel Syntax.

Foto capa

  • Fonte: https://racer.com/2019/09/21/just-another-weekend-for-newgardens-rookie-race-engineer/;

Gráficos

  • Fonte: Autor;
  • Software utilizado: Pi Toolbox.