Thiết bị hỗ trợ Doggy của chàng kỹ sư Pirelli – nhỏ mà có võ!

Mặc dù vẻ ngoài trông rất giống máy cắt cỏ hay máy kẻ vạch sân bóng, đây lại là một thiết bị kiểm tra độ bám đường (grip tester). Công việc duy nhất của máy là ghi lại độ bám ở các vị trí quanh đường đua.

Được biết đến trong nội bộ công ty với cái tên Doggy, máy đo độ bám này là một sự đổi mới được Pirelli (nhà cung cấp lốp cho F1) giới thiệu trong năm nay. Mục tiêu của sự thay đổi này là để hãng cải thiện quá trình phát triển lốp xe, cũng như cung cấp các lựa chọn hợp chất vật liệu lốp (compound) cho từng chặng đua.

1. Sự ra đời của thiết bị đo độ bám Doggy

Doggy lần đầu tiên được sử dụng tại GP Anh vào tháng 7 vừa qua. Từ đó, máy đã và đang liên tục thu thập dữ liệu từ các đường đua. Ở Pirelli, một chàng kỹ sư trẻ tên Martin Wahl được giao nhiệm vụ vận hành Doggy. Trước khi gia nhập Pirelli vào năm ngoái, anh đã có thời gian làm việc cho các đội Williams và Jaguar Formula E.

Chính Martin đã đề xuất phát minh thiết bị này để Pirelli có thể thu thập thêm dữ liệu. Hiện Pirelli có sẵn một loạt hình ảnh 3D ở các vị trí khác nhau quanh đường đua. Sự khác biệt ở đây là Doggy có thể đo độ bám thực tế xuyên suốt đường đua. Vì vậy, việc đo lường không còn bị giới hạn ở một vài điểm mà đã trở thành một phép đo liên tục.

Sau khi đo lường, Pirelli sẽ đánh giá mối quan hệ của dữ liệu (thu được nhờ Doggy) với những yếu tố khác, ví dụ như độ gồ ghề của mặt đường, độ bám đo được bởi xe, hay các loại hợp chất lốp khác nhau.

2. Phương pháp đo bằng tia laser là không đủ

Trước đây khi mới tham gia F1 trong vai trò nhà cung cấp lốp, Pirelli đo độ gồ ghề của đường đua bằng công nghệ tia laser. Vì vậy, hiện Pirelli đã có sẵn một cơ sở dữ liệu về các đường đua trong khoảng thời gian từ 10 - 11 năm trở lại đây. Hãng sẽ dùng khối dữ liệu khổng lồ này để hỗ trợ đánh giá phương pháp đo lường mới.

Phương pháp đo laser cũng giúp Pirelli hiểu được sự lão hóa (ageing) của từng đường đua. Ngay cả khi ban tổ chức không tái bề mặt (resurface) đường đua qua các năm, hãng vẫn có thể thấy được sự thay đổi của các thông số độ gồ ghề vi mô (micro) và vĩ mô (macro). Sự thay đổi này phụ thuộc vào mật độ sử dụng trong năm, điều kiện thời tiết từ mùa hè sang mùa đông, loại nhựa đường được sử dụng.

Tuy nhiên, như vậy là vẫn chưa đủ.

3. Ưu điểm của Doggy so với phương pháp laser

Một yếu tố quan trọng mà Doggy làm được (so với máy laser) là cho thấy sự được khác biệt của độ bám từ góc cua này đến góc cua khác, từ điểm phanh (braking point) đến điểm thoát góc cua (exit), và đặc biệt là trên đường thẳng (độ bám xe sau bị ảnh hưởng bởi xe trước).

Ví dụ, lần đầu tiên Doggy được dùng là ở GP Qatar vừa qua. Vào ngày thứ Tư (trước vòng luyện tập), sau khi dùng Doggy để đo độ bám, Pirelli nhận thấy grip khá thấp so với các đường đua khác.

Nhưng sau vòng luyện tập, mà cụ thể là vào tối thứ Sáu, hãng tiến hành đo lại và nhận thấy grip tăng đến 28%. Điều đó cho thấy sự khác biệt khá lớn của độ bám đường chỉ sau hai giờ xe chạy.

4. Cơ chế hoạt động của Doggy

Mấu chốt của Doggy nằm ở bánh trước của thiết bị và cách nó tương tác với bề mặt đường đua.

Về lý thuyết, Doggy được tạo ra với một tỷ lệ trượt (slip ratio) là 15% giữa trục sau (gồm 2 bánh) và trục trước (gồm 1 bánh), tức bánh trước quay chậm hơn 15% so với bánh sau. Từ đó, một máy đo được lực biến dạng dọc (longitudinal strain) ở trục trước. Khi Doggy được đẩy tiến về phía trước ở tốc độ 1 m/s, Pirelli dựa trên lực cản (resistive force) ở trục trước để tính toán ra một giá trị số biểu thị độ bám.

Nhưng chính xác thì bánh trước đó là gì? Đó là một loại lốp dự phòng của Pirelli, được thiết kế cho các sân đỗ máy bay trực thăng ở các nước quanh khu vực Biển Bắc (thuộc châu Âu).

Lý do hãng sử dụng loại lốp này là bởi vì chúng phù hợp với thời tiết lạnh nên gần như sẽ không bị nứt lạnh (cold cracking) vào mùa đông. Lốp có phạm vi hoạt động khá thấp và không nhạy với nhiệt độ. Điều này là lý tưởng khi sử dụng ở đường đua Interlagos (Brazil) với trời mưa lạnh, so với Qatar, nơi có nhiệt độ lên đến 35 độ C.

Nhưng tại sao Pirelli không dùng các dòng lốp mà họ đang cung cấp cho các đội đua F1? Một vấn đề khá rõ ràng là các hợp chất (compound) của lốp đua thường phải hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 80 độ C. Và nếu đẩy Doggy ở tốc độ 1 m/s, Wahl sẽ không thể giữ được mức nhiệt này cho lốp. Do đó, hãng chọn cách sử dụng lốp dự phòng và sau đó xử lý dữ liệu để điều chỉnh độ chính xác.

Dữ liệu về độ bám được ghi vào một thẻ nhớ. Tuy nhiên, Wahl cũng có thể theo dõi thông tin này trong thời gian thực khi anh đẩy Doggy. Trên màn hình thể hiện một biểu đồ. Khi một tính chất của đường đua thay đổi dù rất nhỏ, biểu đồ này thể hiện độ bám tăng hoặc giảm tương ứng. Thậm chí, một góc cua bẩn hơn một chút cũng cho thấy sự sụt giảm độ bám (ví dụ điển hình là cát ở Qatar).

5. Martin Wahl – Bậc thầy của Doggy

Khi đẩy Doggy, điều quan trọng là Wahl phải đi dọc theo đường đua (racing line) khớp nhất có thể. Cụ thể, ở các góc cua, anh luôn lấy đường lốp bên ngoài. Lý do là bởi vì nếu đường đua có bất kỳ sự xuống cấp nào thì vị trí đó rất có thể là nguyên nhân.

Vào đêm trước ngày đo, Wahl cũng xem lại các video trên YouTube để phân tích đường đua, sau đó ghi nhớ và tìm ra cách để thực hiện cho chuẩn.

Nhưng nếu lốp ngoài của xe F1 lao lên lề (kerb) thì đó là câu chuyện khác. Lề đường là vấn đề mà Doggy không thể giải quyết được. Máy chỉ có thể đi gần hết mức có thể sát vào lề, vì với những bề mặt gập ghềnh, dữ liệu độ bám nhận được là hoàn toàn không chính xác.

Giám đốc của Pirelli F1 – ông Mario Isola từng chia sẻ rằng Wahl và Doggy đã mang lại cho hãng rất nhiều lợi ích từ các dữ liệu thu thập được. Ông nói: “Lý tưởng nhất là thực hiện phép đo này trước và sau cuộc đua. Bởi vì rõ ràng, nhờ đó ta có thể hiểu được sự thay đổi của đường đua.”

Ngoài ra, Doggy còn mang lại cho Pirelli một bức tranh lớn hơn nhiều. Trên thực tế, hãng đang sử dụng F1 như một phòng thí nghiệm thu nhỏ. Từ những kiến ​​thức thu được, hãng sẽ áp dụng cho các mục đích khác của mình.

Hiện Pirelli có một chương trình mô phỏng ở Milan, Ý để phát triển lốp xe đường bộ. Một yếu tố quan trọng trong mô hình này không gì khác chính là độ bám.