Πώς η Ford και η Red Bull Powertrains έφτιαξαν τον πιο ισχυρό κινητήρα στην F1
Η συνεργασία των δύο πλευρών έχει πάει κόντρα σε όλα τα προγνωστικά, προκαλώντας πονοκεφάλους στον ανταγωνισμό.
Όταν η Ford ανακοίνωνε πως θα επιστρέψει στον μαγικό κόσμο της Formula 1 μετά από 22 χρόνια απουσίας, σε συνεργασία με τη «Σταχτοπούτα» Red Bull Powertrains, λίγοι μπορούσαν να φανταστούν πως οι καρποί αυτής της συμμαχίας θα εντυπωσίαζαν με το… καλημέρα.
Η λογική έλεγε πως σε αυτό τον υπέρ-πολύπλοκο κόσμο της κορωνίδας του μηχανοκίνητου αθλητισμού, με τους νέους, σύνθετους τεχνικούς κανονισμούς και κατασκευαστές έμπειρους στην κατασκευή υβριδικών μηχανών προδιαγραφών F1, κάθε νέος «παίκτης» θα έμπαινε στο παιχνίδι έχοντας φάει γκολ από τα αποδυτήρια – για να εναρμονιστούμε με το ποδοσφαιρικό κλίμα των ημερών.
BUY NOW
Κι όμως, η πραγματικότητα αποδείχθηκε διαφορετική. Παρά το χάσμα εμπειρίας σε σχέση με τον ανταγωνισμό, η Ford και η Red Bull Powertrains, κοίταξαν την πρόκληση στα μάτια. Οι απαιτήσεις ήταν τεράστιες σε αυτό το νέο, κολοσσιαίο εγχείρημα: δεν ήταν απλά μία νέα μονάδα ισχύος, αλλά για ένα πλήρως επανασχεδιασμένο υβριδικό σύστημα κίνησης, στο οποίο κάθε εξάρτημα - από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και το σύστημα εισαγωγής αέρα έως τα συστήματα ανάκτησης ενέργειας – έπρεπε να δημιουργηθούν από το μηδέν.
Να σχεδιαστούν, να δοκιμαστούν, να βελτιστοποιηθούν, από τις ομάδες εξέλιξης της Ford στο Μίσιγκαν και της Red Bull στο Technology Campus του Μίλτον Κινς. Κι όλα αυτά, δίχως την πολυτέλεια του χρόνου αφού όλα έπρεπε να γίνουν με διαδικασίες fast track. Εδώ ήταν μία από τις πιο σημαντικές συνεισφορές της Ford σε αυτή τη συνεργασία - ο τρόπος που κατασκευάζονται τα εξαρτήματα.
Χάρη στις προηγμένες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης της αμερικανικής εταιρείας, ο χρόνος που απαιτείται για τη δημιουργία νέων εξαρτημάτων μειώθηκε από 16, σε μόλις 5 ημέρες, επιτρέποντας έτσι στην ομάδα της Red Bull Powertrains να εξελίσσει λύσεις σχεδόν τρεις φορές ταχύτερα από πριν. Όλα «τρέχουν» με ρυθμούς Formula 1.
Αντίστοιχα, σε ό,τι αφορά στη διαδικασία εξέλιξης της μονάδας ισχύος, η Ford δεν είχε την πολυτέλεια να περιμένει τα κλασικά μοντέλα προσομοίωσης να «ωριμάσουν». Για να καλυφθεί το κενό αυτό ο μηχανικός προσομοιώσεων Kevin Ruybal ανέπτυξε, σε συνεργασία με την Red Bull Powertrains, έναν πρωτοποριακό ψηφιακό κώδικα που «τρέχει» έως και 1.000 φορές ταχύτερα σε σχέση με τους συνηθισμένους!
Χάρη στο xROM, οι τεχνικοί της Red Bull Racing αλλά και της Racing Bulls, μπορούν να προσομοιώνουν πλέον ολόκληρη τη λειτουργία της μονάδας κίνησης, ακόμα και πριν υπάρξει στη φυσική της μορφή, αλλά και να δοκιμάζουν γρήγορα νέες ιδέες και ρυθμίσεις. Για παράδειγμα, με το xROM, ένας υποθετικός γύρος σε μια πίστα διάρκειας 60 δευτερολέπτων προσομοιώνεται σε λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο, αντί για 10 με 15 λεπτά που απαιτούνταν με βάση τις παλαιότερες μεθόδους. Δηλαδή περίπου 1.000 φορές ταχύτερα από τον πραγματικό χρόνο!
Το λογισμικό αυτό, βαφτίστηκε xROM (Experimental Reduced Order Model) και έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον να δούμε το πώς λειτουργεί. Λαμβάνει εξαιρετικά λεπτομερή και υπολογιστικά μοντέλα και τα μετατρέπει σε «ελαφρύτερα» που διατηρούν την απαιτούμενη ακρίβεια. Δεν προβλέπει από μόνο του την απόδοση, αλλά αναπαράγει με πιστότητα τα αποτελέσματα λεπτομερών προσομοιώσεων.
Το καινοτόμο λογισμικό της Ford «τρέχει» στο Oracle Cloud High Performance Compute Cluster (μια εξειδικευμένη υποδομή στο υπολογιστικό νέφος (cloud) της Oracle, σχεδιασμένη να εκτελεί εξαιρετικά απαιτητικές εργασίες που απαιτούν τεράστια επεξεργαστική ισχύ και δικτύωση πολύ υψηλής ταχύτητας) και ενημερώνεται με πραγματικά δεδομένα που προέρχονται τόσο από δοκιμές στην πίστα όσο και στο δυναμόμετρο, εξασφαλίζοντας προσομοιώσεις υψηλής ακρίβειας σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.
Το xROM ξεκίνησε ως εργαλείο προσομοίωσης της απόκρισης του υπερσυμπιεστή του θερμικού σκέλους της υβριδικής μηχανής της Red Bull Powertrains-Ford, ωστόσο γρήγορα εξελίχθηκε σε ένα πλήρες μοντέλο ολόκληρου του κινητήριου συνόλου.
Όπως εξηγεί ο δημιουργός του, Kevin Ruybal, η ανάπτυξή του πρωτοπόρου αυτού λογισμικού βασίστηκε στην προϋπάρχουσα τεχνογνωσία της αμερικανικής μάρκας: «Η Ford προσομοιώνει κινητήρες και υβριδικά συστήματα εδώ και πολλές δεκαετίες. Η δουλειά μου ήταν να αξιοποιήσω όσα είχα μάθει στη Ford, αλλά και εργαλεία που είχα ήδη αναπτύξει εκεί, επεκτείνοντάς τα για λογαριασμό της Red Bull Ford Powertrains».
Καθοριστικός είναι και ο ρόλος της «ψηφιακής νοημοσύνης» όσον αφορά τον τρόπο χρήσης της ενέργειας της μπαταρίας του υβριδικού συστήματος κίνησης του μονοθεσίου. Οι μηχανικοί της Ford, Sam Angeli και Mike Huang, συνεργάστηκαν με τους ομόλογούς τους στο Μίλτον-Κινς, για τη δημιουργία ενός εργαλείου που καθοδηγεί το σύστημα ώστε να αποφασίζει πότε ακριβώς να αποθηκεύει αλλά και πότε να αποδώσει την ηλεκτρική ενέργεια.
Το εργαλείο αυτό λειτουργεί σαν «εγκέφαλος» για τη διαχείριση της ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη παραμέτρους που δεν σχετίζονται μόνο με την μέγιστη απόδοση, αλλά και με τη συμπεριφορά του ίδιου του μονοθεσίου στην πίστα. Χάρη σε αυτό, οι οδηγοί μπορούν να διαπιστώνουν στον προσομοιωτή ποια είναι η συμπεριφορά του κινητήρα και να παρέχουν τη δική τους αναπληροφόρηση, πολύ πριν κατασκευαστεί το φυσικό πρωτότυπό του - κάτι που άλλαξε ριζικά τον ρυθμό και τη φιλοσοφία της εξέλιξης.
Με αυτόν τον τρόπο, η Ford καταφέρνει να συνδυάσει την 120ετή εμπειρία της στην καινοτομία κινητήριων μονάδων με την αγωνιστική αριστεία της Red Bull Powertrains, δημιουργώντας ένα υβριδικό σύνολο υψηλών επιδόσεων και προδιαγραφών, το οποίο ήδη συμβάλει στη μεταφορά τεχνολογικών καινοτομιών στα οχήματα παραγωγής της αμερικανικής εταιρείας.
Τα παραπάνω, ρίχνουν φως στην αθέατη πλευρά του πώς προσέγγισε η Ford τη συνεργασία με τη Red Bull. Και εξηγούν σε μεγάλο βαθμό, το πως η συνεργασία αυτή όχι απλά ανταποκρίθηκε στα υψηλά στάνταρ του μαγικού κόσμου της Formula 1 αλλά έκανε τη μεγάλη έκπληξη αφού όπως αποδεικνύεται, αποτελεί σημείο αναφοράς!
Πράγμα που επιβεβαιώθηκε από την Παγκόσμια Ομοσπονδία Μηχανοκίνητου Αθλητισμού (FIA), που στις ενδελεχείς αναλύσεις της, έχοντας δεδομένα από όλους τους «παίκτες» στην κορωνίδα του μηχανοκίνητου αθλητισμού, κατέληξε πως η Red Bull Powertrains-Ford, όχι απλά έχει έναν από τους πιο ισχυρούς κινητήρες τον ισχυρότερο, έχοντας μάλιστα προβάδισμα άνω του 2% από τον επόμενο!
Πράγμα που έχει αρχίσει να καθρεφτίζεται και στα αποτελέσματα, με τον Max Verstappen να σημειώνει το καλύτερο του φετινού αποτέλεσμα στο Grand Prix Αυστρίας, εκεί που τερμάτισε δεύτερος και μόλις 1.6sec από τον νικητή, την ώρα που και τα τέσσερα μονοθέσια με κινητήρες Red Bull Powertrains-Ford ήταν ξανά σε βαθμολογούμενες θέσεις!
Όλα τα παραπάνω, δίνουν νέο νόημα στη μάχη του φετινού παγκοσμίου πρωταθλήματος της Formula 1 αλλά μακροπρόθεσμα, θα ωφελήσουν κι εμάς στους δρόμους. Διότι οι τεχνολογίες που εξελίσσονται από την Ford για τους αγώνες, δεν περιορίζονται στα αυστηρά όρια των πιστών της F1.
Οι στρατηγικές θερμικής διαχείρισης, για παράδειγμα, οι αλγόριθμοι που αφορούν την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας και οι μέθοδοι βελτιστοποίησης της απόδοσης του συστήματος κίνησης, αποτελούν τα ίδια βασικά στοιχεία που θα επιτρέψουν στο μέλλον σε ένα ηλεκτρικό μοντέλο της Ford να προσφέρει μεγαλύτερη αυτονομία και ταχύτερη φόρτιση.
Έτσι, η Formula 1 λειτουργεί για την Ford ως το απόλυτο εργαστήριο δοκιμών και εξέλιξης για προηγμένες τεχνολογίες που αργότερα θα δούμε να υιοθετούνται στα αυτοκίνητα της!
