F1(一级方程式赛车)比赛,引擎轰鸣,上演速度与激情。 那条让赛车以每小时超300公里的速度飞驰的赛道,可不是一般的柏油路。几公里的赛道,设计图纸有几千张、计算数据几百万个,关键数据要精确到小数点后三位。 而设计F1赛道,现在全世界只有12个人能做,其中一位来自中国。她叫姚启明,也是全球历史上唯一一位女赛道设计师。 (一) 与0.001秒较劲 赛车场上,极速竞技。赛车的每一次直线加速都是机械与动力的极致交锋,而弯道处,更是整场比赛最惊心动魄的博弈。 赛道弧度、角度、坡度都是为了让车手在物理的边界条件下把车辆性能推到极值。作为一名赛道设计师,姚启明的工作就是把“速度”推到极致的同时,还要守住“安全”的防线。“赛道设计上有很多细节,我们要根据科学的手段找出最极端的状态和可能发生的各种意外。” 设计赛道绝非在图纸上画几道“弯”那么简单。姚启明将这项工作形容为“在大地上做一个巨型雕塑”,但这个“雕塑”又是一个极限场景的试验场,她要将精度控制到1毫米。 F1赛车场占地大概3000亩,直线距离在1至2公里之间。在这样的尺度下,如果将任何点位的精度控制到1毫米,就相当于要做到百万分之一的精确度。赛车的圈时一般在1分半以内,0.001秒的仿真步长,就相当于要到十万分之一。 为何需要如此极致的精度?因为赛道上,输赢就在毫厘之间。 “在赛道上,当赛车逼近极限工况时,任何0.001秒内发生的非线性变化,都会直接决定赛车在下一个0.001秒的运动态势,只有基于极限精度去精准预测这一变化,才能模拟出赛车在赛道上任意一点一旦失控后可能触及的极限边界,从而保障车手和车辆在极限状态下的安全。”姚启明说。 一旦没有了安全,速度再快都没有意义。比如,一个弯道的坡度,是3.751度还是2.678度,别小看这1度左右的差异,如果在极限工况下,赛车的受力状态和运动态势都会因此发生变化,就会导致实际出弯时的速度、角度和行驶轨迹随之偏离预期的极限边界,赛车就可能会失控,甚至撞上防撞墙。 赛道设计是一个探索性工作,没有系统的规范,没有成套的标准,涉及十几个不同的专业领域,果断从容、严谨细致是必备的职业素养。 在同事眼中,姚启明是极其严谨的人。她对自己和团队有一个特殊的要求:工作状态,非必要,不可以使用“也许”“大概”“差不多”“可能”等模糊词汇。正是这种对“精确”的近乎极致的追求,让车手每一次极速过弯都成为可能。 (二) “最怕这条赛道有上一条赛道的影子” 汽车运动,男性爱好者居多。以前,赛道设计师也全是男性。姚启明喜欢挑战,尤其喜欢挑战别人没有做过的事,凭借骨子里不服输的劲儿,“闯”进赛道设计圈,为“中国人的赛道要中国人自己设计”的梦想奋斗了二十余载。 她与赛道设计结缘,始于2003年。 彼时,刚毕业的姚启明在一台老式电脑前第一次看到了F1比赛,隔着屏幕感受到那种冲击灵魂的速度与激情。也正是在此时,姚启明爱上了F1,开始研究赛道设计。 到上海工作的第二年,2004年,F1登陆中国,她有幸成为DTM上海国际汽车街道赛总设计师。26岁的姚启明突破西方国家的技术封锁,改变了中国赛道由外国人设计的局面。 一条专业赛道,需要几千,甚至上万张图纸。要把这些图纸1:1复刻到现实中,中间需要大量的沟通协调。“高速公路三公里都没有一个弯,一条赛道要转十几个不同的弯,上下二十几个坡,左右横坡变化几十次,这些不仅要科学地融合在一起,还需要丝滑地过渡,施工难度非常大。” 设计师最不愿意做的是返工,姚启明却随时准备推翻重来。 “只要去现场看了地质条件与原来地勘报告不一致,发现还有可以改进的地方,或者通过技术手段能再解决一些实际难题,我都会把前面已经完成的工作再去做优化。” 入行23年,“泡”在工地是常事。姚启明说,不怕施工难度,不怕技术瓶颈,最怕“这条赛道有我上一条赛道的影子”。 “自我革新,不仅要革技术的命,更要革自己思维的命。”姚启明始终要求自己,每一条新赛道,必须超越前一条。如今,她带领团队已经设计了各种类型的赛道200多条,创造了40多个“中国第一”和“世界第一”。 (三) 择一事,做破局者和引领者 姚启明的故事,起点并非速度,而是安全。 在她出生前,父亲经历了一场严重的车祸,所以小时候她就在想“马路上如果没有车祸该多好!”这粒深埋心底的“安全”种子,在日后与F1极限速度的碰撞中,生根发芽,融合成了姚启明一生为之奋斗的目标。 姚启明身上的标签是赛道设计师,但设计赛道只覆盖了她三分之一的工作,她把大量时间用于研究智慧交通安全出行,想把赛道变成民用车研究的实验场。 “今天的赛道不止于赛车,它承载着自动驾驶最极端状态下各种工况的实验研究。”姚启明表示,赛道设计的经验让她对赛车极限性能和人车交互有了更深刻的理解,也让她对安全与速度有了更清晰的认知,恰好能填补极端工况下安全驾驶技能培训和自动驾驶汽车