Смысловые элевации

Иногда две трассы выглядят похожими по одному очевидному параметру - и совершенно разными из окна гоночного автомобиля. Хороший пример дали два августовских этапа: «Супер Формула» приехала на «Суго», а Британский Туризм - на «Нокхилл». Обе трассы принято относить к очень рельефным. И цифры вроде бы подтверждают сходство.

У «Суго» официальный перепад между верхней и нижней точками составляет 69,83 м при длине используемой конфигурации около 3,6 км. «Нокхилл» значительно короче - примерно 2 км, - а хозяева трассы указывают разницу высот около 60 м.

Получается почти идеальная пара для проверки нашего будущего индекса. Если записать в таблицу только перепад высот, может показаться, что перед нами трассы одного типа. Но стоит посмотреть гонки - и сходство быстро исчезает.

60 метров разницы

Проблема самого обычного показателя «перепад высот» в том, что он сообщает только различие двух экстремумов. Представим совершенно искусственную трассу. Первые три километра она идёт горизонтально, затем один раз плавно поднимается на 60 метров и возвращается обратно. А теперь другую: за те же три километра она десять раз поднимается и опускается, причём между подъёмами находятся торможения и повороты. В обоих случаях в справочнике можно написать «перепад высот - 60 метров» и остаться довольным своими знаниями.

Значит, первая задача будущего индекса рельефа - перестать воспринимать разность максимальной и минимальной отметок как достаточную характеристику трассы. «Суго» и «Нокхилл» позволяют увидеть это почти без формул.

«Нокхилл»: рельеф, сжатый в два километра

Сам автодром «Нокхилл» описывает свою международную конфигурацию как трассу длиной примерно 2 км с последовательностью подъёмов, спусков и поворотов и разницей высот порядка 60 метров. И здесь существенна именно длина круга. Те же 60 метров надо каким-то образом разместить всего на двух километрах.

Если для первого, заведомо грубого приближения поделить диапазон высот на длину трассы, получим:

«Нокхилл»: 60 / 2,04 ≈ 29 м перепада на километр.

«Суго»: 69,83 / 3,586 ≈ 19,5 м на километр.

Уже видна разница. Абсолютный перепад у Суго больше, но Нокхилл заметно плотнее «упаковывает» рельеф в длину круга. Назовём пока эту величину не индексом, а рабочим параметром:

плотность диапазона высот RD = ΔH / L,

где ΔH - разница между самой высокой и самой низкой точками, а L - длина круга.

Для Суго RD получается примерно 19,5 м/км, для Нокхилла - около 29 м/км. Это уже лучше обычного перепада высот. Но почти сразу выясняется, что и этого недостаточно.

«Суго»: гора, встроенная в конфигурацию трассы

В «Суго» рельеф организован иначе. Официальное описание Супер ГТ прямо подчёркивает большой перепад высот: стартовая прямая заметно идёт вверх, обратная - вниз. После спуска к шпильке трасса снова начинает подниматься; S-образная связка проходится на подъёме, «Хай Пойнт» («высшая точка») действительно находится в верхней части круга, после чего начинается движение вниз к обратной прямой. Последний поворот тоже меняет характер по ходу прохождения: сначала спуск, затем подъём к стартовой прямой.

То есть «Суго» в значительной степени можно представить как несколько больших вертикальных волн. Подъём продолжается достаточно долго, чтобы влиять на разгон. Спуск продолжается достаточно долго, чтобы влиять на скорость перед торможением. Гонщик не просто пересекает очередной гребень - автомобиль некоторое время работает на определённом уклоне.

Это важно для совершенно разных характеристик машины: тяги, торможения, аэродинамической платформы, распределения нагрузки между осями.

«Нокхилл» создаёт другое впечатление. Там рельеф постоянно вмешивается в работу автомобиля. Гребень, падение, выравнивание трассы, торможение, следующий подъём - всё это приходится на очень небольшой пространственный масштаб.

И здесь наш первый параметр RD сдался бы в одиночестве. Он «замечает», что «Нокхилл» «рельефнее на километр», но не объясняет почему именно.

Нам нужна не высота, а форма вертикального профиля

Представим профиль трассы как обычный график. По горизонтали - расстояние вдоль круга, по вертикали - высота.

Тогда разница между «Суго» и «Нокхиллом» становится похожа на разницу между двумя сигналами. У одного амплитуда может быть большой, но волны длинные. У другого амплитуда похожая, зато изменения происходят гораздо чаще. Именно здесь начинает появляться настоящий будущий индекс.

Одного числа ΔH нам мало. Даже ΔH/L мало. По первым прикидкам, нам нужно научиться измерять как минимум ещё три свойства вертикального профиля.

Первое - сколько автомобиль действительно набирает и теряет высоты за весь круг. Если трасса сначала поднялась на 30 метров и затем один раз опустилась - это одна ситуация. Если она пять раз поднялась на те же 30 метров и пять раз опустилась обратно, диапазон между максимальной и минимальной отметками может оставаться тем же, но работы подвеске и автомобилю достанется гораздо больше. Значит, нам понадобится величина, похожая на суммарный набор высоты за круг.

Второе - насколько велики уклоны. Два подъёма на одинаковые 30 метров могут занимать соответственно 300 и 1000 метров трассы. Для автомобиля это опять совершенно разные события.

Третье - насколько быстро меняется сам уклон. Это особенно важно для «Нокхилла». Автомобиль «чувствует» не только подъём или спуск. Он чувствует момент перехода с подъёма на спуск - гребень - и со спуска на подъём - впадину. Именно здесь возникает дополнительная загрузка или разгрузка машины. Иными словами, нас начинает интересовать уже не только высота трассы и даже не только её первая производная - уклон, - но и изменение этого уклона по расстоянию.

Первый результат

Мы ещё не построили индекс, но сравнение «Суго» и «Нокхилла» уже позволило отбросить слишком простые варианты.

Перепад высот ΔH полезен, но недостаточен.

Перепад на километр ΔH/L лучше: он сразу показывает, насколько плотно рельеф помещён в длину круга. Здесь «Нокхилл» заметно превосходит «Суго» - примерно 29 против 19,5 м/км. Но и этого числа недостаточно, потому что оно ничего не знает о форме профиля между высшей и низшей точками.

Следовательно, будущий индекс рельефа должен учитывать как минимум: диапазон высот, суммарный набор высоты, величину уклонов, частоту и резкость изменения уклона.

И только после этого мы получим характеристику, способную отличить две принципиально разные вещи:

«Суго» - трассу больших протяжённых вертикальных движений автомобиля;

и

«Нокхилл» - трассу высокой плотности вертикальных событий.

Именно поэтому одинаковые шестьдесят с небольшим метров в справочнике ещё не делают две трассы похожими.

В следующей части попробуем взять настоящий вертикальный профиль трассы и превратить это качественное наблюдение в числа. Первый кандидат - суммарный набор высоты за круг. Он должен показать то, чего совершенно не замечает обычная разность между высшей и низшей точками.

• Вперёд >