Drag race: a física por trás de cada largada

O drag race do Redeye é a feature mais simulada do bot. Não tem dado de seis lados decidindo a corrida, não tem RNG bonito por cima de um número. Tem um simulador de física que roda em passos de 10 milissegundos, integra força líquida contra massa e cospe um tempo na linha de chegada. Este post abre o capô e mostra exatamente como o motor funciona, gear ratio por gear ratio.

Este é o primeiro de dois posts sobre drag. Aqui o foco é o motor: como o simulador modela o carro, como a troca ótima é calculada e o que cada nível de CPU faz diferente. O segundo post cobre PB, leaderboard e como ler o diagnóstico pra cravar tempos melhores.

O percurso: quarto de milha, cinco marchas

Toda corrida cobre exatamente 402,336 metros (o quarto de milha clássico). Não é fixo no tempo, é fixo na distância: ganha quem cobre os 402m no menor tempo total. O simulador para de integrar quando o carro cruza a linha.

O carro tem cinco marchas com relações fixas: 3.2, 2.4, 1.85, 1.45, 1.15. A relação final é 3.5. Cada troca custa 100ms durante os quais a roda não recebe torque - só arrasto e resistência ao rolamento continuam agindo. É por isso que trocar no RPM errado dói: você paga o pedágio dos 100ms mesmo quando aterrissa fora da banda de potência.

O que o simulador conhece do seu carro

De cada carro o simulador puxa três coisas: HP efetivo, peso efetivo e powerband (a forma da curva de potência). Tudo o mais é constante e idêntico entre carros: raio da roda (0,32m), eficiência de transmissão (85%), densidade do ar, coeficiente de rolamento, área frontal. A escolha foi deliberada - mantém o resultado mecânico, não estatístico. A vitória vem do par carro/piloto, não de um stat oculto.

HP e peso saem do ci do carro mais o que o tune adicionou. Cada nível de motor aumenta o HP em um percentual fixo, cada nível de dieta reduz o peso. O simulador trabalha com o valor pós-tune; o carro base nunca aparece nas contas.

A powerband: o caráter do motor

A powerband é onde a coisa fica interessante. Ela é derivada de dois fatores do carro: o ano e a raridade. Carros pré-1970 fazem pico em 5200 RPM (muito torque embaixo, top fraco). Modernos pós-2016 fazem pico em 8000. Raridades altas (Mythic/Relic) somam +600 RPM no pico - é o efeito "versão halo" da era.

Cada powerband tem três números:

• peakRpm: onde a curva chega no topo.
• peakWidth: metade da largura do platô. Tune de motor alarga o platô (+80 RPM por nível).
• redline: onde o torque colapsa. A folga entre pico e redline é ~2200 RPM de base, e tune adiciona +180 RPM por nível.

Por baixo, a curva de potência tem quatro regiões:

• Abaixo de 1500 RPM: zero potência (terra de embreagem).
• De 1500 até a base do platô: rampa linear, sobe de 45% pra 100% do pico.
• Dentro do platô (peakRpm ± peakWidth): 100%, plano.
• Do topo do platô até a redline: cai linear de 100% pra 65%.
• Acima da redline: 45% (você bateu no limitador).

Esse formato é o que faz a troca de marcha importar: trocar cedo demais te joga abaixo da rampa, trocar tarde demais te empurra pra zona descendente.

A largada: por que o tempo do 0-30 é apertado

Do zero, o motor não "sabe" qual RPM ele tem - velocidade é zero. O simulador resolve isso com um modelo de embreagem: até 5 m/s o motor fica num piso de 3500 RPM (embreagem patina), e a força na roda é multiplicada por um fator de aderência 0,75. É a aproximação de uma largada "sem launch control" - todos os carros pagam o mesmo preço por sair parado.

Acima de 5 m/s o motor passa a usar a RPM derivada da velocidade (engine RPM = velocidade × ratio total ÷ raio da roda × 60 / 2π) e a aderência volta a 100%. Os primeiros 5 m/s são os mais lentos da corrida - todo carro acelera com 25% menos força nessa fase, então um carro com 100 HP a mais acelera mais rápido na largada, mas em escala reduzida.

O cálculo de cada passo de simulação

A cada tick de 10ms o simulador faz esta conta:

1. Pega a velocidade atual, calcula a RPM do motor pela marcha vigente.
2. Acha a potência disponível na curva (% do pico vezes o HP em watts).
3. Converte potência em torque (T = P / ω) e multiplica pela marcha × relação final × eficiência da transmissão.
4. Subtrai arrasto aerodinâmico (½ × densidade do ar × CdA × v²) e resistência ao rolamento.
5. Divide a força líquida pela massa, integra aceleração no passo, atualiza velocidade e distância.
6. Checa se a RPM passou do ponto de troca configurado. Se passou, inicia uma troca (100ms sem torque).

O loop roda até a distância chegar nos 402m ou um cap de segurança de 30 segundos disparar (proteção contra um spec corrompido). Tipicamente são ~1500 ticks por corrida, sub-milissegundo na JVM.

A troca ótima: por que 1ª-2ª pede RPM diferente de 4ª-5ª

Aqui está o coração da estratégia. Quando você troca de marcha, a RPM cai segundo a razão das relações. Sair da 1ª (3.2) pra 2ª (2.4): a RPM nova é 2.4/3.2 = 75% da anterior. Trocar a 6000 RPM = aterrissar a 4500 RPM. Sair da 4ª (1.45) pra 5ª (1.15): 1.15/1.45 ≈ 79%. Trocar a 6000 RPM = aterrissar a 4759 RPM.

Como o objetivo é aterrissar na base do platô (onde a curva já está em 100% mas você tem o platô inteiro pela frente), a troca ótima de cada marcha é diferente. O simulador calcula assim:

• Pega o alvo: base do platô = peakRpm - peakWidth.
• Divide pelo drop ratio da troca em questão.
• Se passar da redline, clampa em redline - 100 (você é forçado a bater no limitador e aterrissar abaixo do platô).

Resultado: 1ª-2ª pede a maior RPM de troca (drop maior, precisa de mais "queda"), 4ª-5ª a menor. Se você digitar a mesma RPM nas quatro caixas, você está sub-otimizando três das quatro trocas.

Os modos: PvP, treino solo, circuito

O race tem três modos:

• Circuito (race @rival): o modo original, baseado em HP/peso vs sorte (±15% de swing por corrida). Não usa o simulador de drag - é uma resolução rápida pra apostas casuais.
• Drag PvP (race @rival drag): os dois jogadores configuram suas trocas em modais separados. O simulador roda os dois carros independentemente e compara os tempos. Aceita aposta em HP.
• Drag CPU (race drag-cpu): treino solo. Sem aposta, sem cooldown, sem transferência de HP. O CPU dirige um espelho exato do seu carro (mesmo HP, mesmo peso, mesma powerband) - a única variável é o timing de troca, então o gap entre você e ele é skill puro.

Os quatro níveis de CPU

O race drag-cpu aceita um token de dificuldade. Cada nível usa um valor de skill que controla quanto o CPU oscila em torno da troca ótima. A oscilação é um ruído gaussiano com desvio padrão de 500 - 430×skill RPM.

• Novato (skill 0,30): ~371 RPM de desvio. Troca errado a maior parte das corridas. Bom pra calibrar o feeling do carro.
• Normal (skill 0,60, padrão): ~242 RPM. Aterrissa perto do platô na maioria das marchas, mas com lapsos.
• Pro (skill 0,85): ~135 RPM. Você só ganha se ler a powerband com cuidado.
• Ace (skill 0,98): ~79 RPM. Quase ótimo. Bater o Ace é o teste real do seu domínio sobre o carro.

O ruído é semeado com um valor fixo por corrida, então a mesma combinação carro + dificuldade produz exatamente os mesmos shifts do CPU. Não é justo perder pra uma roleta - se você bateu o Ace uma vez no seu Camaro com aquele shift, vai bater de novo.

O diagnóstico: por marcha, em segundos

Depois da corrida, o card do drag mostra um detalhe por marcha que é onde o aprendizado mora:

• Duração da marcha: quantos segundos você ficou em cada uma.
• RPM de troca vs ideal: o número que você digitou e o que o simulador calculou como ótimo pra aquela marcha.
• Delta de tempo: quanto você perdeu naquela marcha comparado a uma simulação rodada com as trocas ótimas. Se a perda é menor que 0,02s, mostra "ótimo" pra não poluir corridas limpas.

O delta de tempo é o número que importa pra evoluir. Saber que você trocou a 6000 quando o ideal era 5800 não diz muito; saber que essa troca te custou 0,12s diz exatamente onde você está sangrando tempo.

Próximo post: como treinar com isso

Esse é o motor. O segundo post mostra a oficina: como funciona o PB por (jogador, carro), o switcher de dificuldade que pula o passo de configuração entre tentativas, e o pb pra ver o ranking do servidor naquele carro específico.

Ler a parte 2: PB, leaderboard e estratégia de troca →