Aizvadītajā oktobrī Chevrolet Corvette ZR1 slēgtā trasē uzstādīja 374 km/h rekordu, ko palīdzēja sasniegt virtuāli eksperimenti.
Šis auto nebūt nav ātrākais legālais ielu auto, jo ar tādu titulu lepojas Bugatti Chiron Super Sport 300+. Francijas monstrs spēj attīstīt līdz pat 480 km/h lielu ātrumu. Tad, kas īsti padara Chevrolet par labāku? Lai arī sākuma cena, 161 tūkst. EUR izklausās brangi, tās ir kapeikas, salīdzinot ar Bugatti 3.6 milj. EUR cenu zīmi. Tas ir pasaulē ātrākais auto zem 900 tūkst. EUR robežas.
Trakulīgos 374 km/h ZR1 attīstīja lielā trasē Vācijā, Pepenburgā. Tur sānsvere ir tik stāva, ka braucēji pagriezienos piedzīvoja līdz pat 1.7 lielu smaguma spēku. Tas ir tikai viens no cipariem, ko komanda bija izrēķinājuši jau laikus, izmantojot simulācijas.
Taču svarīgākais cipars bija maksimālais ātrums. Virtuālajā vidē gan tas atšķīrās par mazāk kā pusi no procenta. Kā viņi to paveica?
ZR1 – Ikdienas varonis
Corvette vienmēr ir bijis auto, kas dara vairāk kā citi jomas censoņi. Salīdzinot ar konkurentiem no Porsche, Ferrari un Lamborghini, Corvette ir daudzgadīga vērtība, ko izvēlas katrs amerikānis.
Tomēr ZR1 ceļ šo titulu citā līmenī ar lielāku jaudu un labāku vadāmību. Lai gan kods “ZR1” sākotnēji parādījās kā dzinēja uzlabojums trešās paaudzes Corvette, tā nebija visai iecienīta izvēle. Taču, 90. gados parādoties C4, ZR1 kļuva par augstākas klases apzīmējumu.
Pirmais mēģinājums kļuva par atklājumu, salīdzinot ar tā laika ikonām, piemēram, Ferrari 348, lai gan ZR1 maksāja uz pusi mazāk. Izskatās, ka jaunākā variācija turpinās iesākto, ceļot veiktspējas latiņu jaunos augstumos. Tā ātrumu nodrošina 1064 zirgspēki un 5.5 litru twin-turbocharged V8 motors. Viss pārējais ticis pieskaņots, tostarp, oglekļa keramiskās bremzes, no oglekļa šķiedrām izgatavoti riteņi un lipīgās Michelin Pilot Sport Cup 2 R riepas.
Auto ir veidots, lai apmierinātu ik katra vēlmes pēc ātruma. Lai gan tā cena nav domāta visiem, tas tāpat pārspēj konkurentus, kas pieprasa vairāk.
Tuvojoties testa braucienam, radās viens jautājums: “Kur pasaulē var droši testēt šādu auto?”
Vieta
General Motors (GM) inženieri jau zināja, ka šī kļūs par uzņēmuma ātrāko sērijveida auto. Pirmā problēma gan bija atrast vietu, kur uzzināt tieši, cik ir ātrākais. GM pieder vairākas lokācijas, piemēram, 7.2 km apļveida trase Milfordā, Mičiganā. Komanda gan zināja, ka rekordu laušanai būs nepieciešams kas vairāk.
Papenburgas ATP Automotive Testing High-Speed Oval ir diezgan liels. Trases kopējais garums ir 12 km, kur katra taisne ir 4 km; 374 km/h tās palidotu garām mazāk kā 30 sekundēs.
Tas ir perfektais spēļu laukumiņš, bet tā kā tas nepieder GM, komandai nebūtu neierobežots laiks – tikai trīs stundas pa diviem rītiem.
Radās ideja jau savlaicīgi visu optimizēt un izrēķināt, sākot no auto izlīdzināšanas, līdz riepu spiedienam, neatstājot nevienu uzdevumu tai dienai. “Ej izdari šo, un mēs lauzīsim rekordus,” saka Džeisons Kolks, GM simulācijas integrācijas vadītājs.
Lokācijai esot atrastai, simulācijas varēja sākties. Sākumā katrs auto elements tapa virtuāls, ko komanda dēvēja par “virtuālu transportlīdzekli”. Tas bija digitāls dvīnis, lai pēc iespējas precīzāk testētu aerodinamikas un dzinēja izvadi.
Parasta auto digitālie dvīņi tiek izmantoti, lai izsekotu ražošanas procesa izmaiņām un pārbaudītu gan uzticamību, gan efektivitāti. “To pašu fizikas modeli var izmantot auto vilkšanai, diapazonam un dažādām temperatūrām,” vēsta Veslijs Henijs, GM vecākais kalibrēšanas inženieris.
Tā gan nav viena simulācija, bet gan lērums, ieskaitot citiem nepieejamus risinājumus kā CarSim, ko apvienoja ar pielāgotām opcijām, kas radītas iekš C, Python un pat Fortran.
Neraugoties uz digitālajiem zirgspēkiem, ko nodrošināja GM augstas veiktspējas skaitļošanas centri Mičiganā, ir droši sacīt, ka šāda pieeja iztestēja visu rīku limitus. “Mums patiesībā nebija riepu modeļa, kas brauktu ar tādu ātrumu. Cik daudz riepa izplatīsies tajā ātrumā?” Kolks sacīja.
Arī degvielas patēriņu var simulēt, un šeit radās jauns faktors: vilce. Pie tahometra sarkanās līnijas, darbinot pilnu jaudu, ZR1 ģenerē 16 kg spēku, tas ir, tikai no dzinēja izpūtēja.
Pēc zirgspēkiem un vilces eksistē arī aerodinamika. Corvette inženieri jau bija izveidojuši zemas pretestības aerodinamisko paketi, kas ir ideāla šim pielietojumam, atvadoties no ZR1 lielā spārna.
ZR1 pirmie apļi
Sākumā komanda izmēģināja simulācijas pašu trasē Milfordā, kur ātri vien auto brauca ar 360 km/h lielu ātrumu. Tas jau bija 20 km/h vairāk kā iepriekšējais oficiālais rekords.
Ticiet vai nē – šādas ziņas nebija iepriecinošas. Auto bija jābūt ātrākam, pamatojoties uz simulācijām.
Džeiks Hedriks, GM virtuālā dzinējspēka inženieris, steidza pārlūkot datus. Pēc padziļinātas apskates, viņš secināja, ka pie vainas bija auto, nevis simulācija. “Analītiski mēs šeit redzam, ka zaudējām aptuveni 80 zirgspēkus,” saka Hedriks. “Tas bija vairāku faktoru dēļ, bet, galvenokārt, to ierosināja dzirksteles kalibrēšana.”
“Dzirkstele” nozīmē aizdedzes laiks, kad dzinēja kontrolleris liek aizdedzes svecēm aizdegties. Ja tas notiek pārāk agri, degšanas sprādziena spēks cīnās ar dzinēja griešanos. Savukārt, ja tas notiek pārāk vēlu, netiek realizēta pilnīga degvielas sadegšana pirms atveras izplūdes vārsts un sākas nākamais cikls.
Ar šiem datiem komanda optimizēja dzinēja kartēšanu, atrodot trūkstošo jaudu, kam tur bija jābūt jau iepriekš.
Viņi arī analizēja lietas kā augstumu un izlīdzināšanu. “Uzzinājām, ja pazemināsim auto par matiņu, mēs varētu iegūt desmito daļu jūdzes stundā,” Kolks sacīja. Komanda gan izvēlējās to nedarīt laika dēļ.
Tas tikai atstāja jautājumu par laikapstākļiem, vienu faktoru, ko komanda nespēj ietekmēt. Viņi gan analizēja gadiem ilgus laikapstākļu datus, lai atrastu perfekto dienu: vēsa temperatūra un maz vēja.
“Sestdienā vējš praktiski neeksistēja. Tie patiesi bija ideāli apstākļi,” saka Kolks.
Lielā diena
Simulācijas bija aptvērušas visu iespējamo un pareģojušas to, ko nevarēja izrēķināt. Komanda pat noteica optimālo vietu trasē, kur braucējam būtu jāatver droseļvārsts.
Protams, eksistēja arī cilvēciskais faktors. Neviena no simulācijām nespēja pateikt to, cik stabils vai nestabils būs auto, braucot 50 grādu slīpumā vairāk kā 320 km/h ātrumā. Braucējam būtu “jāspiež” grīdā laiku pirms nonākšanas uz taisnes.
Kriss Barbers, Corvette ZR1 vadošais izstrādes inženieris un viens no braucējiem, sacīja, ka viss likās pareizi jau no sākta gala. “Kad mēs reāli veicām 320 km/h testu, visi šoferi bija tik pārliecināti, ka mēs vienkārši to izdarījām,” viņš sacīja.
Taču neizpalikt bez pēdējā brīža ķibelēm. Piektdienas testu laikā auto zaudēja ātrumu. ZR1 V8 dzinējs tika izveidots, lai darbinātu 8000 RPM. Perfektā pasaulē ar to pietiek, lai sasniegtu maksimumu, bet realitāte ir skaudrāka. Riepām, braucot pāri nelīdzenumiem, apgriezieni celtos, liekot auto sasniegt apgriezienu limitu.
Lai to labotu, komanda pacēla robežu par 160km/h tikai 6. ātrumā, dodot pietiekami daudz vietas dzinējam sasniegt maksimālo ātrumu. Tad viss bija paveikts.
Taču tā vietā, lai paļautos uz profesionāli, GM prezidents Marks Reuss sēdās pie ruļļiem. Komanda vēlējās parādīt, ka nav nepieciešams lietpratējs, lai sasniegtu konkrēto veiktspēju. Visbeidzot, ar Reusu pie stūres, vidējais rezultāts bija aptuveni 374 km/h.
Kā šis cipars ir pielīdzināms simulācijai? Kad komanda uzskaitīja konkrētos laikapstākļus un integrēja tos simulācijā, cipars bija 373 km/h, vien 1km/h nost. Komanda uzskata, ka atšķirību veidoja riepu diametrs, kas ātruma laikā palielinās. To simulācija nespēja izskaitļot, vismaz pagaidām nē.
“Mēs visu šo darbu veicām jau iepriekš, lai nebūtu jāuztraucas par to, ka viena sistēma neļaus visām pārējām sasniegt ko lielisku,” Kolks sacīja. Labākas simulācijas nozīmē, ka inženieru komandas var izstrādāt vieglākas, lētākas daļas daudz ātrāk, integrējot tās digitālajā pasaulē.
Avots: TheVerge
