性能平衡。對于某些人來說，這個看似無辜的短語會令人感到厭惡、憤怒，焦慮或者背叛。作為每天都從事這方面工作的人，我不禁要為這個簡單的短語所引起的一些負(fù)面情緒至少需要承擔(dān)部分責(zé)任。但是，我是否會因此而負(fù)有罪惡感嗎？至少我并沒有這樣的感覺，因此，我正在積極努力改變制造商、車隊、車手和車迷們對BoP性能平衡的看法。

要了解我為改變?nèi)藗儗oP的看法所做的工作，我們首先必須查看與之相關(guān)的一些重要介紹。但是在撰寫本文時，也已經(jīng)很清楚地表明，如果想要涵蓋所有方面，將花費不止一篇文章，因此，可以期待我們在接下來時間里所推出的一系列文章。不過，在本期文章中，我們將首先解釋為什么我可以有資格撰寫有關(guān)性能平衡的文章。在這里，我們將冒著被嘲笑的風(fēng)險，并將回答現(xiàn)在的一些賽事是否真的需要BoP的問題（警告：如果您強(qiáng)烈討厭BoP，那么這個答案或許并不會得到青睞）。根據(jù)我們后面的文章，我們將通過一個實際案例來了解BoP的目的，并最終討論促使性能平衡決策的一些因素。

我第一次接觸BoP的世界是在2010年初，當(dāng)時，我作為Grand-Am系列賽（現(xiàn)為IMSA WeatherTech Sportscar Championship）的GT組別的車隊工程師。我們認(rèn)為，賽車前部需要更多的下壓力，因此我們設(shè)計了一套新的通風(fēng)系統(tǒng)，以防止空氣積聚在車身前部下方。我們將設(shè)計的提議上交給了Grand-Am的相關(guān)官員，但這一提議最終被拒絕。我是否討厭那些人拒絕我的想法？這是當(dāng)然！但這也是很久以前的事了，現(xiàn)在我和一些做著同樣事情的人一起工作。在加入Grand-Am比賽之前，我的經(jīng)驗主要是在單座方程式（Champ Car和IndyCar）以及原型車（ALMS LMP1和P2）。在接觸這些賽車之前，我最接近BoP的事情是在2004年左右的Speed World Challenge Series以及其使用的獲勝加重機(jī)制。

在我參與世界挑戰(zhàn)賽和美國大賽車的比賽之間，我曾效力于Newman-Hass Racing一起參與Champ Car（Sebastien Bourdais的工程師），在ALMS中擔(dān)任De Ferran Motorsports的工程師，并在IndyCar中與Raphael Matos一同工作。2010年，在經(jīng)濟(jì)形勢糟糕透頂之時，我在IUPUI（印第安納大學(xué)-普渡大學(xué)印第安納波利斯分校）擔(dān)任汽車工程學(xué)教授，同時繼續(xù)在IndyCar中分別在Dale Coyne Racing（再次擔(dān)任Alex LIoyd和Bourdais的工程師）和Andretti Autosport（Ryan Hunter-Reay, James Hinchcliffe與Marco Andretti的工程師）。

2014年，我加入了IMSA，在那里，我積極參與開發(fā)新的BoP流程制定，確定需要對賽車進(jìn)行哪些調(diào)整，并將分析結(jié)果呈現(xiàn)給參與的制造商。我率先涉足BoP的過程，盡管這其中既困難也復(fù)雜，但從2016年至2017年，參加IMSA的制造商數(shù)量增加了約30%，這是令人高興的。

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平等對待

?2017年，我成立自己的公司ORCA Engineering，以開發(fā)可以快速、高效地對大量已記錄車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理的軟件。該軟件稱為OPAA（ORCA性能分析應(yīng)用程序），旨在支持性能平衡的工作。盡管該應(yīng)用程序適用于性能平衡領(lǐng)域以外的很多領(lǐng)域。ORCA Engineering目前正在與ADAC Nordrhein合作為紐博格林24小時耐力賽和常規(guī)的VLN紐博格林耐力系列賽提供BoP方案。此外，ORCA還與SRO Motorsports的美洲系列賽與歐洲系列賽合作。為這兩大洲系列賽都利用OPAA來幫助確定每站比賽中之前需要在性能變化之間取得哪些平衡。

幸運的是， 我能夠汲取多種賽車經(jīng)驗，無論是作為Champ Car、IndyCar、LMP1、LMP2或者GT3的賽車工程師，還是對DPi、LMP2、GTE、GT3、GT4或者Touring Car賽車進(jìn)行BoP的分析和建議。我不僅可以利用這種知識來開發(fā)新的分析工具，而且可以利用上述工具的輸出來幫助客戶實現(xiàn)其目標(biāo)。實際上，這就是讓本文變得與眾不同的原因——它是由內(nèi)部人員撰寫，所提供的觀點基于實際經(jīng)驗，而不是假設(shè)的鍵盤數(shù)據(jù)。

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平衡

賽車運動中，最常被問到的問題，是否真的需要性能平衡。我經(jīng)常聽到或者讀到一些評論，這些評論可以歸結(jié)為：那些認(rèn)為BoP不必要且人為地相信的賽車運動專家會表示：“應(yīng)該讓參賽者競相打造擁有自己技術(shù)的賽車”，“應(yīng)該讓最好的設(shè)計獲勝”或者“這是競速比賽而非慈善”。這些原因?qū)⒅率官愜噺?fù)雜化。這將不可避免地導(dǎo)致現(xiàn)代賽車運動中多制造商的比賽出現(xiàn)一個常見的問題：“BoP真的有必要嗎？”

對此，我表示肯定，“是的，絕對有必要！”這絕非是因為我們目前需要依賴于BoP的賽車系列賽生計，而是因為我創(chuàng)辦了一家剛起步的公司，并且是一項從字面上圍繞著BoP的新工作。在任何情況下，任何人都無法圍繞著不必要的流程創(chuàng)辦一家盈利的公司。

我認(rèn)為在現(xiàn)代多廠商參與的賽車運動中，絕對需要BoP的原因還是有很多的，其中有許多原因已經(jīng)在很多文章中有所提及。對我而言，實現(xiàn)性能平衡的最重要原因是保持賽車組別的可持續(xù)性，并通過這樣的制度來維持賽車系列賽的可持續(xù)性。從這種意義上，可持續(xù)性意味著一項賽事能夠維持一個健康的規(guī)模，幾家參與的制造商，對團(tuán)隊所有者和制造商均合理的預(yù)算以及專門的粉絲群。

當(dāng)特定的賽車組別擁有合理的賽事規(guī)模時，它可以吸引更多的競爭對手參加該系列賽。這樣不僅可以讓比賽變得更好，而且還可以作為系列賽和車隊老板的保險單。當(dāng)系列賽無法持續(xù)進(jìn)行時，賽事規(guī)模往往會縮小，并且導(dǎo)致車隊被迫倒閉或者前往其他賽事參加比賽。但是健康的規(guī)模意味著一系列的比賽可以承受一些無法控制的因素，而不會感到太多痛苦。

制造商的參與為系列賽建立信譽(yù)，同時也是很好的收入來源。這些制造商大概率會花錢宣傳他們品牌的參與，增加系列賽的曝光率。一個有許多制造商參與的系列賽還有可能吸引更多的制造商，把它當(dāng)做一個可持續(xù)宣傳的平臺。制造商的增加可以視為一個系列賽的保險單，因為一兩個制造商的退出不會影響該系列賽的生存。你最不希望看到的就是由多個制造商類別變成單一制造商類別。

收支平衡

預(yù)算是必須考慮的內(nèi)容，因為在沒有性能平衡的情況下，制造商會花費很多精力讓自己獲得比競爭對手更大的優(yōu)勢。車隊如果不加管控也會做同樣的事。所有的車隊和制造商都不可避免地投入比對手更多的資金，但性能平衡有望幫助各方降低開支。

一個系列賽發(fā)展起來后，它的粉絲會越來越多，沒有粉絲的話，任何高水準(zhǔn)的——也就是謀求利益的——制造商很快就會逃之夭夭。不營銷自己的產(chǎn)品是非常糟糕的策略，成功的公司是不會這么做的。

總之，性能平衡是必要的，因為它可以帶來可持續(xù)的賽事?？沙掷m(xù)讓系列賽更好地發(fā)展，吸引更多的粉絲，從而提高系列賽的價值。在理解性能平衡的必要性后，我們就能理解它的最終目標(biāo)：確保所有的制造商和車隊相信他們在任何賽事中都保持競爭力。

性能平衡不是說要扼殺創(chuàng)造力，也不是懲罰開得太快的車手，而是創(chuàng)造一個可持續(xù)的比賽環(huán)境，為所有參賽者提供平等的機(jī)會。

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案例研究

我們來看一個真實世界的例子，以便我們理解性能平衡的目的。我們先從三家不同制造商生產(chǎn)的三款GT3汽車說起：寶馬M6 GT3、法拉利488 GT3、保時捷911 GT3 R。我們先研究這些汽車的量產(chǎn)版本的基本特征，然后推斷賽車彼此之間的表現(xiàn)。

在互聯(lián)網(wǎng)上就能搜索到每輛汽車的基本量產(chǎn)模型的整體尺寸。這些尺寸雖然不是賽車的具體尺寸，但足以讓我們論證整體尺寸的影響（見表1）。我們將研究這些尺寸對空氣動力學(xué)特性以及對中心高度的影響。

我建議將法拉利保持原樣；它將作為一個基準(zhǔn)，因為我們的思想實驗表明，它整體上可能是最好的汽車

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空氣動力學(xué)特性

首先要在空氣動力學(xué)上指出它們的迎風(fēng)面積的差異，保時捷的迎風(fēng)面積最小，法拉利的比保時捷大1.3%，寶馬的比保時捷大12.7%。迎風(fēng)面積的差異會對車輛高速行駛下的阻力產(chǎn)生影響。根據(jù)法拉利和保時捷的阻力系數(shù)，它們受到的空氣動力學(xué)阻力更小，而無論寶馬的阻力系數(shù)如何，它都會因為空氣動力學(xué)而受到相當(dāng)大的阻力。

繼續(xù)說各種車輛的空氣動力學(xué)特性，平面視圖面積（從頂部向下看）會影響車輛底部產(chǎn)生的下壓力。從車輛頂部來看，你可以將車輛視為一個大機(jī)翼，面積越大，下壓力就越大。寶馬M6的平面視圖面積大約比法拉利488的大4.6%，比保時捷911的大11.4%。我們可以根據(jù)這些數(shù)字推斷出，寶馬的下壓力最大，其次是法拉利，最后是保時捷。

重心

對于整體尺寸，我們最后要考慮的是車輛的高度。這會影響其重心的高度，從而影響車輛在制動、加速和轉(zhuǎn)彎時的載荷轉(zhuǎn)移特性。通常，車輛的高度越高，其重心也就越高，因為離地高的地方重量分布多。在我們拿來舉例的汽車中，法拉利488的高度最低，保時捷911比法拉利高64毫米（5.3%），寶馬比法拉利高188.5毫米（15.6%）。寶馬較高的重心高度可能導(dǎo)致其在載荷轉(zhuǎn)移時處于不利地位，因為載荷轉(zhuǎn)移越大，輪胎的抓地力越低。

我們這時候已經(jīng)收集了足夠的信息，清楚地表明不管是在什么賽道上，這三輛車的圈速都會有很大的差距。

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汽車特性

就寶馬而言，它采用前置發(fā)動機(jī)，重量分布靠前，空氣動力學(xué)阻力更高，潛在下壓力更大，還有在橫向和縱向載荷轉(zhuǎn)移中整體抓地力低的缺點。由于其下壓力更大，重量分布有利于高速穩(wěn)定性，因此它在高速彎中應(yīng)該有良好的表現(xiàn)。同樣由于穩(wěn)定性，它在高加速和制動時也應(yīng)該有良好的表現(xiàn)。但受其重量分布和橫向載荷轉(zhuǎn)移增加的影響，在以機(jī)械抓地力為主的低速彎道中，它的表現(xiàn)會很糟糕。由于其空氣阻力相對較大，寶馬M6在長直道上也會處于明顯的劣勢。

?接下來是法拉利488，它采用中置發(fā)動機(jī)的設(shè)計，幾乎均勻的重量分布，空氣動力學(xué)阻力較低，大小適當(dāng)?shù)南聣毫?，以及提供載荷轉(zhuǎn)移優(yōu)勢的低重心高度。該車的尺寸特性要優(yōu)于另外兩輛車。重量分布均勻，加上相對較高的下壓力以及受到載荷轉(zhuǎn)移的影響最小，讓這輛車在所有制動和轉(zhuǎn)彎的情況下都有良好的表現(xiàn)。低空氣阻力讓該車在直道上行駛得更快，與更高的轉(zhuǎn)彎速度相結(jié)合后，讓其在有長直路段的賽道上占據(jù)巨大優(yōu)勢。

最后是保時捷911，它采用后置發(fā)動機(jī)的設(shè)計，重量分布靠后，空氣動力學(xué)阻力與法拉利488同樣低，但下壓力更小，在載荷轉(zhuǎn)移時稍有劣勢。重量分布靠后的最大優(yōu)勢體現(xiàn)在出彎上，因為依靠著油門初段的表現(xiàn)，載荷轉(zhuǎn)移會更多轉(zhuǎn)向重量較高的后橋上。如果你看過保時捷在潮濕環(huán)境下加速出彎的話，你應(yīng)該能理解我的意思。較低的空氣動力學(xué)阻力有助于讓汽車在直道上高速行駛，因此反而需要降低功率來實現(xiàn)平衡。根據(jù)其空氣動力學(xué)套件的設(shè)置，保時捷整體下壓力可能較小，在高速轉(zhuǎn)彎時的速度可能比法拉利和寶馬慢。但在低速彎中，保時捷的速度介于法拉利和寶馬之間，這一切嚴(yán)格基于橫向載荷轉(zhuǎn)移的影響。

既然我們對賽車的表現(xiàn)有了基本的了解，我們怎樣才能實現(xiàn)讓制造商和車隊都相信他們有競爭力這一目標(biāo)？簡單來說，我們要從動力和重量的角度來解決這一問題。

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主要有三個因素驅(qū)動與性能平衡有關(guān)的決策：政治、主觀觀察和客觀分析

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兼顧各方

我建議法拉利保持原樣，因為它將作為一個基準(zhǔn)，而且我們的理論模型實驗表明，它在整體上可能是最好的汽車。法拉利在這個平臺設(shè)計了一款優(yōu)秀的基準(zhǔn)車輛，我們暫時不要干預(yù)它。對于保時捷911來說，我建議稍微減輕汽車的基本重量，因為這將幫助它發(fā)揮出彎優(yōu)勢，而且有望提高低速轉(zhuǎn)彎的性能。對于寶馬M6來說，我建議提高它的基本動力水平，彌補(bǔ)其更高的空氣動力學(xué)阻力，目標(biāo)是到達(dá)與法拉利和保時捷相匹配的加速率。我還會增加寶馬的重量，抵消增加動力所帶來的影響，同時還能微調(diào)加速率。但這樣可能使其在低速轉(zhuǎn)彎時處于劣勢，因此重量需要根據(jù)不同賽道的布局進(jìn)行調(diào)整。

以上所討論的發(fā)動機(jī)的布局和尺寸并不涵蓋平衡不同賽車時需要考慮的所有參數(shù)。在未來的文章中，我們將更深入地回顧影響性能平衡的車輛參數(shù)，同時還要研究賽事官方為了實現(xiàn)對等，如何調(diào)整各種車輛的設(shè)置。

我們現(xiàn)在有建議了，但它們只是一個出發(fā)點。它們是需要被轉(zhuǎn)化為決策的想法。在你只掌握一組汽車的重量和尺寸的情況下，你可以用這些建議來創(chuàng)建一個出發(fā)點。一旦你有機(jī)會收集到一些汽車的數(shù)據(jù)，你就可以完善這些建議，從而做出更好的決策。接下來，我們要看看在性能平衡領(lǐng)域做決策的背后都有哪些驅(qū)動因素。

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決策制定

主要有三個因素驅(qū)動與性能平衡有關(guān)的決策：政治、主觀觀察和客觀分析。在這三個因素中，我認(rèn)為任何基于主觀觀察的決策都是非常糟糕的。

為什么不說政治是最糟糕的？我們先來看看有政治動機(jī)的決策，然后再下結(jié)論。當(dāng)政治驅(qū)動性能平衡的決策時，這個決策在外界看來往往是荒謬的。其實有很多聰明人，他們雖然不直接參與決策過程，但能弄清楚這樣的決策是怎樣產(chǎn)生的。決策可能在方向上是正確的，但步子邁太大了。舉例來說，一輛在直道上比其他車慢2km/h的GT3賽車不需要增加5%的動力，就可以達(dá)到與場上其他賽車同等的水平。方向上錯誤的決定往往是更荒謬的，比如從理論圈速已經(jīng)高于場上其他賽車的原型車上再去掉20千克。以上這些例子都不能證明政治在性能平衡上面的合理性，政治實際上在比賽中沒有立足之地。但我要指出的是，你至少可以推斷出這個決策的來源，這不完全一無所知要好（雖然微不足道）。

在24小時耐力賽后，面對50GB的資料讓人興奮，雖然有點受虐狂的意味，但還是讓人不知所措

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錯誤的方向

如果對決策背后的動機(jī)有一定了解比一無所知要好，那為什么主觀決策比政治驅(qū)動的決策更糟糕呢？在主觀決策中，你既不知道決策的來源，決策的動機(jī)，也不知道決策的方向是否正確。舉一個主觀決策背后動機(jī)的例子，在電視上看比賽的人注意到某知名品牌的賽車被競爭對手的賽車超車了?；谶@種觀察，超過競爭對手的知名品牌參加下個賽事時，賽車動力要降低1.5%…原因很明顯，它能輕易超過其他賽車，說明它的動力太大了。但是先別急，做出這個決策的人是否做出了萬全的考慮？如果超車的賽車接近第一段賽程的尾聲，但輪胎還能輕松堅持完第二段賽程，油量較低，而被超車的競爭對手換完一套新輪胎并加滿油后才出站呢？或者試想這么一種情況，被超的車手是FIA銅級的，而超車的車手是鉑金級的廠隊車手。在這種情況下，銅級車手在前一個彎道的速度比鉑金級車手慢得多，因此鉑金級車手能在直道上進(jìn)行超車。

保持客觀

客觀決策是目前得出最佳性能平衡結(jié)論的最佳方式，但也是最難的方式。這也許就是外界認(rèn)為性能平衡只與政治有關(guān)的原因?？陀^決策的制定是以數(shù)據(jù)驅(qū)動的，但需要數(shù)據(jù)做支持。這些數(shù)據(jù)必須在分析后才會有意義，因為如果你不能或無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，那么世界上所有的數(shù)據(jù)都毫無用處。

但是當(dāng)你擁有世界上所有的數(shù)據(jù)時，你會遇到一個問題：你很難分析完這些數(shù)據(jù)。在24小時耐力賽后，面對50GB的資料讓人興奮，雖然有點受虐狂的意味，但還是讓人不知所措。不幸的是，50GB的數(shù)據(jù)中大部分都很爛。無論這些數(shù)據(jù)來自稍稍受損的策略，速度較慢的車手，還是當(dāng)一個或多個特別重要的傳感器出現(xiàn)故障，分析這些數(shù)據(jù)的人（們）必須具備將優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)從普通和爛數(shù)據(jù)中提煉出來的能力。在你將優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)從較差數(shù)據(jù)中提煉出來后，你現(xiàn)在的工作就是標(biāo)記出你感興趣的地方，這樣你就可以將有限的時間和資源充分分配到優(yōu)先事項上。順便說一下，我有提過下周就是下一場比賽，而你昨天就該做出結(jié)論嗎？

雖然這看似很瘋狂，但這其實就是嘗試根據(jù)車輛的數(shù)據(jù)記錄做客觀決策的感覺。根據(jù)我個人的經(jīng)驗，我只能說這種體驗很糟糕，花費半天時間鉆研一輛賽車的加速率與另一輛賽車的加速率，最后只是發(fā)現(xiàn)一輛車的加速度計有點偏移。

客觀決策的制定是由數(shù)據(jù)驅(qū)動的，雖然很難，但這是做出正確的性能平衡決策的唯一方法。

在結(jié)束客觀決策的制定這一內(nèi)容之前，我想指出的是，我們用GT3汽車所做的思想實驗是一種客觀的練習(xí)，不是主觀的。這些建議是根據(jù)每輛汽車的實際布局和尺寸得出的。我們現(xiàn)在就處于為每輛汽車收集車輛數(shù)據(jù)的實驗階段，這樣我們就能分析數(shù)據(jù)，從而做出更好的客觀決策。

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性能平衡至上

客觀決策的問題在于它非常復(fù)雜，還很耗時。這就是我決定開發(fā)之前提到的OPAA軟件的原因，讓客觀決策變得更簡單。我的首要目標(biāo)是加快從原始車輛數(shù)據(jù)中獲得對分析有用的正確數(shù)據(jù)，從而得到正確的答案。在這方面，這款軟件目前后期處理24小時耐力賽的50GB數(shù)據(jù)需要大約8.5小時。與我的一次個人經(jīng)歷相比，三名工程師總共花費375小時處理數(shù)據(jù)，才終于知道該提出什么問題，但仍不知道這些問題的答案。

ORCA性能分析應(yīng)用程序的主要功能之一是能夠自動排除異常值和錯誤數(shù)據(jù)。這一功能是節(jié)約時間的至關(guān)重要的手段，因為我之前提到的爛數(shù)據(jù)被直接排除掉了。這種功能也很重要，因為區(qū)分有效數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)通常很難。通過建立規(guī)則來識別異常值，去除異常值的過程就是從主觀到客觀的過程。

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趨勢設(shè)置

該軟件的另一個重要功能是，它能自動生成一份帶有詳細(xì)圖表的報告，上面會顯示參賽汽車的性能指標(biāo)趨勢。觀察趨勢相比觀察幾個或單一數(shù)據(jù)，你能得出更好的客觀結(jié)論。

此時此刻，還有幾個有關(guān)性能平衡的話題需要討論。在未來的文章中，我將展開講述客觀決策的制定過程，檢驗使性能平衡困難的參數(shù)，討論一下沙袋戰(zhàn)術(shù)，研究我們可以更改的車輛參數(shù)，以及如何決定哪些參數(shù)需要更改。

我在努力改變?nèi)藗儗π阅芷胶獾目捶ǎ蚁Ｍ魑蛔x者對此至少有自己的判斷。我不是在尋求大家的同意，只是希望大家不要做主觀決策，而是做客觀結(jié)論。

原文《Racecar Engineering》2019年12月刊

作者：Scott?Raymond

譯者：Bruno Qi

本文由BEC Motorsports創(chuàng)作完成未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載?