טכנוקרט: על תצורות מנוע, אחיזה וניצחונות במרוצים

זה קרה בערך לפני חמש שנים. הטכנוקרט השקול והמחושב בדרך כלל הסתכן בשחרור נבואת זעם לפיה אופנועים שאינם בעלי מנועים מטיפוס 'ביג באנג' (כלומר ללא פעימות כוח בלתי סדירות) לא יזכו יותר באליפויות עולם בסופרבייק. "אולי מרוץ בודד פה ושם, אבל לא יותר מזה", אמר האיש. בסך הכל חשבתי אז שאני מתרגם כתובת מאוד ברורה על הקיר. מאז האליפות של טוזלנד ב-2007 עם ההונדה פיירבלייד ועד לעונת 2012 שבה הקוואסאקי של סייקס החל לעבוד כמו שצריך, אליפות הסופרבייק נשלטה על ידי מנועים בעלי פעימות כוח בלתי סדירות: הדוקאטים כמובן, הימאהה R1 של ספיס והאפריליה RSV4R של ביאג'י. ב-MotoGP המשחק כבר היה סגור מאז 2004, השנה שבה ימאהה שינתה את סידור הפינים בגל הארכובה ב-M1 ל-CROSSPLANE עבור הוד מלכותו רוסי (סידור שהגיע ב-2009 ל-R1), מהלך שהפך את האופנוע עם הכוח הקשה לשליטה של 2002 ו-2003 לכלי אליפויות מוצלח. והנה לפני 3 שנים באה קוואסאקי עם ה-ZX10R ומחקה סופית את כל התאוריה המנומקת היטב שלי על הנחיתות של מנועים עם פעימות כוח סדירות.

אם שטף האינפורמציה הזה תופס אתכם לא מוכנים, אז אשמח לחזור לרגע לאבני הדרך הבסיסיות בסיפור הזה. תחנה ראשונה בזמן: תחילת שנות התשעים, מלחמת ההספק בגרנד פרי 500 בעיצומה עם אופנועים שמתקרבים אט אט אל אזור ה-190 כ"ס, רק שהעלייה בהספקים מלווה בעלייה לא פחות מרשימה בתאונות היי-סייד כואבות כתוצאה מאיבודי אחיזה בגלגל האחורי הנאנק תחת עול ההספק. למישהו בהונדה יש רעיון מבריק: במקום שארבעת הצילינדרים של ה-NSR500 ישחררו את פעימות הכוח שלהם בצורה סדירה עם מרווחים שווים ביניהם, למה לא לסדר את הפינים בגל הארכובה כך שארבע פעימות הכוח הללו יבואו בצורה של צרור קצר וצפוף עם הפסקה ארוכה יחסית עד לצרור פעימות ההספק הבא. ההיגיון שמאחורי הרעיון הלא ממש אינטואיטיבי הוא ש'מרווח השקט' הארוך באספקת הכוח לצמיג יכול לאפשר לו לנוח מעט ולחזור לקבל אחיזה צידית ללא הפרעות. והתאוריה עבדה. לאחר ארבע שנות שליטה של ימאהה, דוהאן הגדול לוקח ב-1994 אליפות ראשונה מיני רבות עם אותו מנוע ביג באנג.

תחנה שנייה בזמן: כאשר ב-2002 הונדה בונה את אופנוע הגרנד פרי הארבע פעימתי שלה לעידן ה-MotoGP, היא בונה V4 +1 אשר באופן טבעי מספק אף הוא פעימות כוח לא סדירות, למרות שבאופנועי מרוץ לפחות, היא נטשה את התצורה עם הוצאתו של ה-RC45 / RC30 לגמלאות כמעט עשור לפני כן על מנת ליישר קו עם מנועי שורה רגילים (CBR). ימאהה לעומת זאת הולכת יותר על אופנוע בגישת 'R1 משופר', שכמו כל אופנועי הספורט היפניים באותה תקופה (ולמעט ה-R1, גם כיום) הינו בעל מנוע עם ארבעה צילינדרים בשורה וגל ארכובה עם פינים בסידור של 180 מעלות, ובדיעבד פעימות כוח סדירות. התוצאה – במשך שתי עונות ביאג'י זוכה בשני מרוצים בלבד ומקלל את האופנוע, בזמן שרוסי עם ה-RCV הלא סדיר מחייך כל הדרך אל הבנק.

תחנה שלישית בזמן: המעבר של ימאהה לגל ארכובה עם פינים בסידור של 90 מעלות, כלומר CROSSPLANE, ובשנתיים הבאות, 2004 ו-2005, ה-M1 קוטף עשרים ניצחונות.

תחנה רביעית בזמן: 2009, ימאהה עושה מאמץ טכנולוגי לא קטן כדי להביא את גל הארכובה CROSSPLANE לייצור סדרתי, דבר לא פשוט מבחינת קשיי ייצור. התוצאה – האופנוע קוטף מיד אליפות עולם בסופרבייק לאחר שנים שבהם ימאהה והגא האגדי ניסו לשווא.

התחנות הללו לגמרי לא מקריות, וכמו הוכיחו עבור מי שטרח לעקוב שתצורת המנוע הנפוצה גם כיום של ארבע בשורה עם פיני טלטל בסידור של 180 מעלות אמנם מספקת אחלה אופנועי ספורט לשימוש יומיומי, אך כאשר מגיעים למסלול ועל האופנוע המשופר מאוד עם 200 כ"ס ויותר יושב רוכב ברמה עולמית, אספקת הכוח הסדירה תובעת מחיר בדמות בלאי מואץ של הצמיג. מי שצפה בעונות הראשונות של הב.מ.וו S1000RR בזירה וה-ZX10R של 2011 ו-2012 בסדרת הסופרבייק, לא יכול שלא לזכור איך שני האופנועים הללו נמצאו לעתים קרובות מלפנים בתחילת מרוצים, רק כדי לדעוך בזמני ההקפה שלהם לקראת סיומם.

אל התחנה החמישית במסענו אנחנו מגיעים בעונת 2012. באופן כמעט בלתי מוסבר הקוואסאקי של טום סייקס, אשר ב-2011 היה תמיד דועך עם בעיות אחיזה בצמיג האחורי בשליש האחרון של מרוצים, מתחיל להחזיק מעמד בזמני הקפה טובים ואף לנצח. בסוף אותה עונה, שהסתיימה עם אליפות של ביאג'י נגד סייקס בהפרש של חצי נקודה, הטכנוקרט מבין שהוא ייאלץ לאכול כובע קטן. מה פה קורה פה? ואז מגיעה עונת 2013, ופתאום כל הסיפור הזה שאופנועים עם יותר מ-200 כ"ס זקוקים לאפקט המרגיע של הביג באנג כדי לאפשר לצמיגים שלהם לשרוד, כבר לא תקף יותר. הגיע הזמן לאכול כובע יותר גדול כנראה.

אז איך הצליחה קוואסאקי, הקטנה מבין החברות היפניות, להתגבר על מה שבמשך כמעט שני עשורים התקבע בתור אקסיומה כמעט מוחלטת? הירוקים הצליחו במקום שבו הונדה הגדולה, שעד היום אוכלת קש עם הפיירבלייד ב-SBK, כשלה, ושלא לדבר על המיליונים שב.מ.וו שפכה כדי להפוך את ה-S1000RR לאלוף עולם, כישלון שהביא בסופו של דבר לפרישתה מנוכחות רשמית בסדרה.

הצד הטכנולוגי של אליפות הסופרבייק לא מדווח ברמה שמתקרבת בכלל לזו של ה-MotoGP, אבל משמועות, שיחות גנובות עם טכנאי בכיר ועוד, הסוד של קוואסאקי החל לדלוף. עם תצורת מנוע מקובעת על ידי ייצור סדרתי, אנשי קוואסאקי החלו להפוך כל אבן אפשרית כדי למצוא פתרון לבלאי הצמיגים הגבוה שאופייני למנועי הארבע בשורה עם מרווחי כוח שווים. מערכות בקרת ההחלקה, שאמורות להגביל את סבסוב והחלקת הצמיג האחורי, כבר היו בשימוש ב-MotoGP כמעט כבר עשור והגיעו גם לסופרבייק, אך במלחמה של מנועי הארבע בשורה ה'רגילים', כלומר הונדה, ב.מ.וו, קוואסאקי וסוזוקי, מול הביג באנגרס – דוקאטי, אפריליה וימאהה, היצרניות לא הצליחו לפתור את בעיית בלאי הצמיג האחורי הגבוה של הקבוצה הראשונה.

העבודה על פרופיל ההתנהגות של מערכת בקרת החלקה ברמה של MotoGP וסופרבייק הינה אחת המשימות המורכבות ביותר שמתרחשות כיום בחדרים סגורים מאחורי הקלעים של שתי הסדרות. לא עוד מכונאים עם ידי זהב שמשייפים בלילה מעברים בצילינדר, כי אם מתכנתים מוכשרים אשר אמורים לתרגם את הפידבק של רוכבים כמו מרקז, רוסי או סייקס לשורות קוד של תוכנה אשר מוזנת למחשב ניהול המנוע (ECU). אם עד לפני עשור האינפוטים אל ה-ECU אשר שלט על ההצתה וההזרקה הוגבלו לפוטנציומטר אשר מדד את זווית הפתיחה של המצערת וחיישן מהירות מנוע, הרי שכיום ההערכה היא שמדובר במשהו כמו עשרים פרמטרים שונים. רשימה קצרה ובהחלט לא ממצה – חיישני מהירות לגלגל הקדמי והאחורי, פלטפורמה אינרציאלית מלאה למדידת תאוצה בשלושה צירים, ושני ג'ירוסקופים למדידת מהירות זוויתית של צירי הסבסוב והעלרוד. חיישני חמצן לכל צילינדר, חיישן טמפרטורת אוויר, שמן ונוזל קירור, מומנט אמיתי בגלגל השיניים ביציאה מהגיר (רק הונדה RCV213 ב-MotoGP ככל הנראה), לחץ בצינורות הבלמים (למדידת עוצמת בלימה), כמה אחרים שכבר שכחתי, ועוד כמה שאני בטח לא יודע עליהם.

מה שמעניין הוא שהפלט של כל הבוג'ראס הזה דווקא די מוגבל. לאחר שהמתכנתים סיימו את מלאכתם, האותות נשלחים בסך הכל לשלושה אזורים במנוע – לסלילי ההצתה על מנת לשלוט על תזמון הניצוץ, אל המזרקים כדי לשלוט על כמות הדלק המוזנת, ואל המנועים הפותחים את פרפרי המצערת. לכאורה נשמע קל, כל מה שמתכנת אמור לעשות כדי למנוע החלקה של הגלגל האחורי ביציאה מפנייה תחת כוח (הגורם העיקרי לבלאי מוגבר וגם היי-סיידים כואבים) זה לאחר מעט את ההצתה, להזריק מעט פחות דלק ואולי גם לסגור מעט את פרפרי המצערת כדי להקטין את הכוח היורד לגלגל האחורי ולהפסיק את ההחלקה. הגלגל הפסיק לפרפר? אפשר להחזיר את כל הפרמטרים למצבם המקורי כדי לקבל כוח מלא ולהאיץ בבטחה אל עבר הפנייה הבאה.

רק שמנועי השריפה פנימית לא מאוד אוהבים תערובת ענייה מדי או הצתה שלא בדיוק בזמן, והתגובה שלהם למניפולציות האלה לא תמיד צפויה. באותו רגע סופר קריטי שבו רוכב MotoGP עובר ממצערת סגורה בעת הבלימה לפתיחתה קרוב מאוד לשיא ההטיה, כל היסוס של המערכת או עשירית קג"מ מיותר יכולים לשגע אותו או לשנות את הקו המתכנן. שלא לדבר על זה שאסטרטגיה אשר תסרס יותר מדי את כוח המנוע תגרום כמובן ליציאה איטית מדי מהפנייה. מנוע השריפה הפנימית הוא לא אביזר אלקטרוני שקל לתפעל עם מתג ON/OFF, במיוחד כאשר יש צורך לרסן 250-220 כ"ס על הגבול הדק שבין יציאה במהירות המרבית מפנייה למניעת החלקה שמחסלת את הצמיג האחורי עקב חימום יתר.

אבל מה אם במקום לנסות לעצור את כל עדר הסוסים הגדול הזה ביחד נתעסק רק עם מחצית מהם? האסטרטגיה השלטת עד לפני שנים מועטות הייתה שינוי הפרמטרים של הצתה, הזרקה ומצערת בכל ארבעת הצילינדרים יחד הגיעה באיזשהו שלב למבוי סתום. אבל מה יקרה אם במצב הקריטי של אופנוע מושכב בשישים מעלות ננסה לשלוט רק על חצי מהמנוע בזמן שהחצי השני מושבת? במקום לנסות להרגיע 250 כ"ס נטפל רק ב-125 (משהו בסדר גודל של סופרספורט 600 סמ"ק). המהפך הטכני שאפשר אסטרטגיית בקרה שכזו היה המעבר למנועי סרבו נפרדים לכל פרפר מצערת של כל צילינדר. במקום לפתוח או לסגור אל הפרפרים של כל הצילינדרים יחד ולנסות לחתוך את ההצתה או להפחית את כמות הדלק לכולם, אפשר להחזיק אחד או שני צילינדרים במצב כמעט כבוי ולטפל הרבה יותר בקלות בהספק של מנוע שלרגע הופך לקטן יותר.

תקנות הסופרבייק אמנם דורשות שימוש בגופי המצערת המקוריים, אבל לא מונעות הוספה של מנועי סרבו לכל אחד מגופי המצערת. דאנילו קאסונטו, אחראי האלקטרוניקה של קבוצת הסופרבייק של קוואסאקי, כבר הודה בראיון שהקבוצה משתמשת באסטרטגיות שליטה עם הפעלה שונה של בוכנות 1 ו-4 לעומת בוכנות 2 ו-3. לא שהוא שמח להסביר אילו פרמטרים הם משנים, אבל אם תחשבו על זה לרגע, אם במנוע ארבעה צילינדרים רגיל ביותר כמו זה של הקוואסאקי נבטל לרגע את הפעולה של שניים מהצילינדרים, נקבל בעצם מין מנוע ביג באנג עם מרווחים גדולים פי שניים בין כל מהלך עבודה. אתם יכולים לשנוא אלקטרוניקה כמה שאתם רוצים, אבל תראו איך באמצעותה ניתן לשנות באופן מהותי מאפיין בסיסי של מנוע ולגרום לו להתנהג כמו משהו אחר לגמרי.

לשחרור המידע המסווג הזה דווקא עכשיו יש סיבה. החל מהשנה שעברה סדרת הסופרבייק עברה כולה למתכונת ה-EVO אשר רצה לפני כן בתור קטגוריה עם דירוג נפרד (בדומה ל-CRT או OPEN ב-MotoGP). תקנות ה-EVO, אשר נועדו לצמצם עלויות, מחייבות שימוש ב-ECU המקורי של האופנוע עם לכל היותר תוספת של קופסה חיצונית עם מגבלת מחיר, כך שהסודות הטכנולוגיים הגדולים בסופרבייק העולמי נעלמו. אז ואם בקרוב מאוד נקבל דור של סופרבייקס חדשים עם בקרת החלקה המאפשרת שליטה נפרדת בכל צילינדר וצילינדר (מה שקיים כבר באפריליה APRC הסדרתי, אגב), ועכשיו אתם יודעים למה. זהו, נגמר הסיפור הזה של להגיע לסדום-ערד עם אחורי גמור…