Bảo bối của các lơ xe F1

Chặng đua Bahrain 2008, Hamilton đâm một nhát chí mạng vào đuôi xe Alonso khiến cánh trước của chiếc McLaren vỡ vụn. Sau đó, những người ngoại đạo chỉ trích Alonso dữ dội, quy cho anh cố tình phá đám đồng đội cũ bằng cách chủ động không đạp ga luôn sau khi thoát cua khiến Hamilton tông phải. Đáp lại, Renault chỉ cười nhạt bởi họ đã có một bằng chứng xác thực nhất để cho thấy Alonso vô tội…

Alonso bị mang tiếng “không ăn được thì đạp đổ” sau tình huống này.

Sau các lượt chạy nước rút trong phân hạng, chúng ta rất hay thấy tài xế dán mắt vào một tờ giấy A4 một cách chăm chú… Tại sao các lơ xe không điều khiển được những “chiến đấu cơ” mặt đất, nhưng trong cuộc đua, ngồi ở paddock họ lại có thể điện cho tài xế để “lên giọng”, kiểu như: “Hãy phanh muộn hơn 10m để tỏ ra mình nhiều tích sự hơn tí nào!”, “Khúc cua đó mà chỉ dùng số 2 thay vì số 3 thì về đi thi lại bằng lái đi!”, “Giữ lốp hay là cuốc bộ về đích?”,… Thứ giúp ta có thể biết được phong cách lái của tài xế… Hoặc những gói nâng cấp mà đội mới phát triển sẽ hoạt động ra sao so với trước khi nó được gắn lên xe đua…

Tất cả các thắc mắc trên, chúng ta chỉ cần 01 đáp án để trả lời: Điện tâm đồ.

Định nghĩa của nó (hết sức) giản đơn!

Nếu như trong bệnh viện, các bác sĩ sử dụng điện tâm đồ để theo dõi hoạt động của trái tim bệnh nhân, thì trên đường chạy, các lơ xe cũng có điện tâm đồ hiển thị qua các màn hình máy tính để giúp họ nắm bắt tình trạng của xe đua. Trong bệnh viện, bác sĩ đặt cực điện lên tay, chân, ngực của người bệnh nhằm thu thập dữ liệu, thì trên đường chạy, mỗi xe đua cũng được gắn từ 150-300 cảm biến. Con số này thay đổi tùy theo trường đua hoặc từng ngày đua.

Quang cảnh trong cánh gà của một đội đua. Hai tầng màn hình sẽ đảm nhiệm việc cung cấp diễn biến trên đường chạy cũng như hoạt động của xe đua (thông qua điện tâm đồ ở tầng dưới).

Ví dụ, trong ngày tiền trạm, xe sẽ được gắn rất nhiều cảm biến để thu thập dữ liệu, đến ngày chủ nhật chúng sẽ được gỡ bớt ra để giảm trọng lượng cho xe). Số “phụ kiện” này sẽ truyền tải vô vàn thông số của động cơ, hệ thống treo, hộp số, lượng xăng, nhiệt độ/áp suất lốp, cho tới từng thay đổi điện tử hoặc cơ khí nhỏ nhất trên xe, nếu muốn thì các lơ xe đều có thể kiểm soát được.

Ngược dòng quá khứ một chút. Nghe có vẻ rất hiện đại nhưng thực tế điện tâm đồ đã bắt đầu được ứng dụng trên xe từ thế kỷ trước, tầm những năm 80. Trong ký ức của những bậc lão thành cách mạng, đã nhiều chục năm cống hiến và chứng kiến nhiều cuộc cách mạng của công nghệ trong  F1 như Neway hay Ngài Williams hẳn sẽ vẫn còn giữ nhiều hoài niệm về một thời hào hùng này. Khi đó, chỉ khi vào xe về đến pit thì mới đọc được điện tâm đồ. Sau đó thì thu được trên toàn đường đua, nhưng khi mỗi khi tới Monza hay Spa, cây cối rừng rậm nhiều, hễ xe cứ chạy xuyên rừng là y như rằng điện tâm đồ mất tín hiệu. Độ mươi năm về trước, công nghệ lại cải tiến, lúc này lơ xe đã có thể trực tiếp điều khiển từ xa xe đua, họ ngồi trong paddock và dùng tín hiệu điện tử để thay đổi các thiết lập giúp tài xế. Nhưng điều này giờ đã là dĩ vãng, vì là nguyên nhân biến tài xế thành bù nhìn nên nó đã bị FIA cấm từ lâu.

Tuy nhiên, giờ đây thì điện tâm đồ đã đạt đến ngưỡng hoàn thiện và trở thành một công cụ hết sức hữu ích cho cả lơ xe lẫn tài xế.

Điện tâm đồ được hiển thị ở hai nơi: Trên vô lăng và trong các màn hình của kỹ sư ở cả paddock lẫn hậu trường.

Không chỉ trong cánh gà, suốt chặng đua, rất nhiều kỹ sư phải làm việc với điện tâm đồ trong hậu trường.

Trước tiên, chúng ta tranh thủ điểm qua một số tính năng chính của vô lăng xe đua. Từ năm ngoái, với sự góp mặt của ERS, nhiều đội đã gắn màn hình LED 5 inch lên xe để tài xế tiện nắm bắt những thông tin quan trọng, chúng bao gồm:

TOil: Nhiệt độ dầu xe.

TWt: Nhiệt độ nước uống trong chai của tài xế.

pOil: Áp suất dầu xe.

pWat: Áp suất trong bình nước uống của tài xế (để kết hợp với TWt cho biết nước có sôi hay không. Vì khi xe chạy, nhiệt độ trong bình nước có thể lên tới 100 độ)  

pPneu: Áp suất lốp.

xHydr: Hệ thống kiểm soát năng lượng thủy lực.

VBatt: Dữ liệu pin của hệ thống năng lượng. Trạng thái sạc pin cho hệ thống năng lượng. (nó hiện lên bằng đơn vị %, giống như ta đang cắm sạc điện thoại vậy).

Thời gian vòng chạy, hoặc từng sector.

Cấp số, tốc độ vòng quay của động cơ, tốc độ xe đua.

Tỷ lệ phân chia lực phanh giữa phanh trc và sau.

Mức năng lượng và trạng thái sạc pin.

Điện tâm đồ.

Điện tâm đồ bắt đầu hiển thị từ đoạn 0’18 và 1’23. Nhưng tất nhiên, khi chạy xe, chẳng tài xế nào cần (và có thể) dùng loại điện tâm đồ này. 

Bây giờ, chúng ta đi vào phần thú vị nhất là phân tích điện tâm đồ. Đó chính là thứ mà tài xế đọc mỗi khi chạy phân hạng, như đã nói ở trên. Và, đây là một trong số đó:

Tờ điện tâm đồ này so sánh vòng chạy của hai tài xế trong cùng đội, là Đỏ và Xanh, tại Monaco GP năm 2011. Trước tiên, ta cần biết ý ngĩa của những thông số đã được viết tắt trong tờ giấy:

vCar: Tốc độ (đơn vị:kph)

NGear: Số đc gài, từ 1 tới 7, 0 là mo.

rThrottle: Vị trí chân ga (đơn vị:%). 0% là chân ga đang nhả hoàn toàn, 100% là tài xế đang đạp hết ga.

aSteeringWheel: Góc xoay của vô lăng. (đơn vị:Độ) Ở vị trí 0 độ, vô lăngđược giữ thẳng băng như xe đang đỗ.

pBrakeR: Lực đạp phanh. Đơn vị: Bar

MdiffDemand: Momen xoắn được điều khiển bởi vi sai. (đơn vị:Nm)

BNRearWingStateControlMode: Hoạt động của DRS. (đơn vị:mở/tắt)

TDiff: Mô tả sự khác biệt về thời gian thực hiện vòng chạy. TDiff giúp tài dễ dàng phát hiện ra anh ta nhanh hay chậm hơn đồng đội bao nhiêu phần trăm giây, tại sao và ở chỗ nào trên đường đua nhờ đối chiếu hai đường kẻ, chúng ta sẽ đi sâu hơn ở các ví dụ dưới.

Các giá trị nằm dưới cùng của biểu đồ trải dài từ 0-3200 biểu thị chiều dài trường đua, đơn vị là mét (Monte-Carlo dài 3340m, do 140m cuối toàn là đường thẳng vì qua vạch xuất phát, không còn gì so sánh nữa bởi tài xế lúc này đang đạp hết ga cũng như vô lăng giữ thẳng, nên điện tâm đồ chỉ tính đến 3200m). Các giá trị đó giúp tài xế xác định xem mình phanh sớm/muộn ra sao khi vào cua, sau đó so với đồng đội, do vậy có thể tự rút ra những lời bài học về nơi chọn điểm phanh tốt hơn cho vòng tới. Đó cũng chính là nguyên nhân lý giải tại sao các lơ xe có thể lên giọng với tài xế, vì họ có thể dễ dàng quan sát, đối chiếu điện tâm đồ của cả hai xe để đưa ra lời khuyên.

Sơ đồ trường đua Monte Carlo

Để hiểu được hết “ma trận” này, chúng ta buộc phải hiểu và hình được hoạt động của xe đua trên đường chạy. Bởi, như đã nói ở trên, điện tâm đồ mô tả chi ly 100% thao tác của tài xế với cỗ máy của anh ta.

Trên đỉnh biểu đồ là các đường mô tả hoạt động của chân ga, rThottlePedal. Có thể thấy chúng “giảm” dần khi tài xế bắt đầu đến khúc cua (có tên khúc cua rất nhỏ ở trên cùng) và hoàn toàn nhả 100% khi xe đi tới giữa khúc cua, đến khi thoát cua nó lại tăng dần.

Một cái nhìn cận cảnh hơn, chúng ta hướng tới lối thoát của khúc cua số 8, Portier, nơi dẫn vào hầm. Một cú thoát cua hoàn hảo tại đây cực kỳ quan trọng đối vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ ở đoạn đường thẳng dài qua hầm sau đó. Tài xế Đỏ thốc ga rất mạnh khi thoát cua, điều này để lại hậu quả là một cú văng đuôi và sau đó anh ta đã phải nhả bớt ga để dành lại quyền kiểm soát chiếc xe (khi xe bị văng đuôi, có thể nhả bớt ga và đánh lái ngược…). Còn Xanh thì lại xử lý khéo léo hơn nhiều, tăng ga rất mềm mại, do đó hoàn toàn làm chủ xe đua và không hề phải nhả ga.

Tiếp theo chúng ta xét tới thông số vCar- tốc độ. Với độ chia từ 0-360km/h. Nó lên tới mức cực đại khi phi công tới lối vào cua và giảm dần trong suốt quá trình đạp phanh. Tốc độ xuống thấp nhất khi xe đua tới đỉnh khúc cua, tới lối thoát, xe tăng ga cũng là lúc đường biểu thị dần dần nhích lên.

Một ví dụ, lần này là đoạn đường trài dài từ khúc cua số 1, Saint Devote, cho tới khúc cua số 3 là Massenet. Xanh đạt vận tốc vào cua lớn hơn nhiều khi qua T1 và duy trì đc lợi thế tốc độ này cho tới khi thoát cua cũng như trên cả đoạn đường thẳng dẫn tới T3 sau đó. Ở lối vào cua T3, Đỏ phanh sớm hơn Xanh và một lần nữa lại thua thiệt về tốc độ ở đoạn từ lối vào cho đến giữa khúc cua. Tuy nhiên, do tốc độ ở giữa khúc cua của Đỏ thấp hơn nên khi thoát cua anh ta có thể tăng ga trở lại sớm hơn so với Xanh.

Cách sử dụng DRS:

Cách sử dụng vi sai. (Vi sai rất quan trọng khi vào cua, vì nó giúp tài xế có thể điều chỉnh tốc độ quay của các bánh xe nhằm hỗ trợ quá trình ôm cua. Tuy nhiên, những kiến thức kỹ thuật liên quan tới vi sai quá phức tạp nên chỉ có các lơ xe đích thực mới có thể giải thích kỹ càng hơn cho hình ảnh minh họa dưới đây)

Điểm ngiên cứu tiếp theo của chúng ta trên tờ giấy là TDiff, nó là hàng dọc với các số màu xanh da trời nằm ở phía bên phải, trải dài từ đỉnh tới đáy của biểu đồ, đơn vị là “giây” với các giá trị từ -2.4s cho tới 2.4s. Vì nó là màu xanh nên mối quan tâm của chúng ta sẽ là thành tích của Xanh, còn Đỏ chỉ mang tính tham khảo.

Bắt đầu từ lề trái của biểu đồ, với giá trị là 0.000s (ta đối chiếu sang cột TDiff thì thấy 0.000s ở chính giữa) do lúc này mới bắt đầu chạy tính giờ, chưa có khác biệt nào về thời gian. Cụ thể hơn thì chúng ta chú ý đường màu xanh bắt đầu ở gần mốc 80kph, nằm tại đầu bên trái. Như đã nói ở đoạn trên, đường xanh là của tài xế Xanh, Đỏ chỉ có giá trị đối chiếu với Xanh mà thôi. Và ta có cả giá trị âm lẫn dương ở cột TDiff, nên nếu đường xanh anyf đi xuống, nghĩa là Xanh nhanh hơn Đỏ, ngược lại. Nhờ có đường TDiff này mà tài xế hay lơ xe rất dễ nhận biết đượcc xe nào mất thời gian bao nhiêu và cụ thể ở đâu trên đường chạy. Trong tờ điện tâm đồ này, chúng ta thấy Xanh kết thúc vòng chạy ở giá trị -1.650s. Có nghĩa là vòng đó Xanh nhanh hơn đồng đội của mình là Đỏ tới 1.650s.

Thêm một ví dụ nữa, tiếp tục lại là từ T1 tới T3. Các giá trị trên TDiff cho thấy rằng Xanh nhanh hơn Đỏ 0.38s ở T1 và thêm 0.27s nữa ở turn 3. Nhìn sang đường vCar, ta biết rằng Xanh vào hai khúc cua trên nhanh hơn xấp xỉ 10kph so với Đỏ, điều này giúp anh ta nhanh hơn tổng cộng tới 0.65s chỉ sau hai khúc cua.

Nếu là lơ xe hay tài xế, giờ họ đã biết chính xác rằng phải tập trung vào việc cải thiện kỹ thuật lái hoặc chiếc xe để đối phó với khúc cua số 1 và 3 nhằm hướng tới mục đích san phẳng cách biệt 0.65s kia. Trong các buổi chạy tiền trạm, hai xe đua của cùng một đội thường chạy những gói nâng cấp khác nhau, TDiff rất hữu hiệu trong việc đánh giá hiệu quả của các gói cải tiến đó!

Bây giờ chúng ta ngiên cứu vô tới vô lăng, đường aSteeringWheel, nhưng kết hợp với cả rThrottlePedal.

Ở trên ta đã đề cập đến chuyện Đỏ tăng ga trở lại quá mạnh sau khi thoát turn 8. Hãy cùng xem chúng ảnh hưởng ra sao tới cân bằng xe đua.

Phép so sánh tiếp theo là cách dùng số, trên biểu đồ có cả số 8 nhưng tất nhiên là có cũng như không vì năm 2011 hộp số của chúng ta chỉ có 7 cấp tất cả.

Bộ phanh của xe F1 là một trong những hệ thống giảm tốc tốt nhất hành tinh:

Cuối cùng, phong cách phanh của hai tài xế Đỏ và Xanh.

Dưới đây là một bản điện tâm đồ khác, được Hamilton trong một lúc cao hứng đã đăng lên trang cá nhân cho người hâm mộ xem sau đợt chạy tập tại Spa năm 2012. Nó cũng gần tương tự phiên bản chúng ta vừa phân tích, nhưng với một vài khác biệt nên với việc công khai tờ điện tâm đồ này, Hamilton đã làm lộ bí mật kỹ thuật của đội đua.

Lần này, TDiff – vạch kẻ đứt khúc, chỉ có mức chia từ 0-0.9s. Nó liên tục đi xuống ở giai đoạn đầu và cuối nên ta có thể thấy Button nhanh hơn đáng kể so với Hamilton ở hai sector này (lần lượt là 0.6s và 0.5s). Đó là những nơi có rất nhiều đường thẳng đồng nghĩa rằng tốc độ tối đa của Button cao hơn vượt trội.

Trong khi ở sector 2 với toàn các khúc cua ngoằn ngoèo thì đường TDiff của Hamilton lại bắt đầu đi lên. Như vậy, anh lại có tốc độ vào cua lớn hơn hẳn Button, hay nói cách khác là xe Hamilton có lực nén dồi dào hơn.     

Lần tiền trạm ấy, McLaren đem một thiết kế cánh gió mới và lắp trên xe của Button để thử nghiệm. Từ điện tâm đồ, dễ thấy mẫu cánh gió mới đó của Button đã làm giảm lực nén khá nhiều so với thiết kế cũ (thứ được dùng trên xe Hamilton). Chưa hết, chỉ số “-18.7 mm” trong tờ điện tâm đồ cho thấy xe của Hamilton đã được hạ gầm xuống gần 2cm so với Button. Điều này lại càng giúp anh có thêm nhiều lực nén.

Sơ đồ Spa.

Trường đua Spa nổi tiếng với hai kiểu cài đặt xe chính: lực nén cao để đối phó với sector 2 hoặc lực nén thấp để tận dụng sức mạnh cơ bắp tại sector 1 và 3. Và con số 0.374s, mang ý nghĩa rằng Hamilton chậm hơn Button từng đó thời gian, cộng với hành động vạch áo cho người xem lưng của anh, các lơ xe của những đội đua khác (như Red Bull chẳng hạn…) với con mắt nhà nghề sẽ dễ dàng rút ra kết luận rằng: “Hừm, vậy là đã rõ, bọn McLaren sẽ dồn sức lên đường thẳng vào ngày chủ nhật. Vậy thì chúng ta sẽ tăng cường lực nén để cho bọn chúng hít khói tại sector2!!!”

GL550