Команды Формулы-1 тратят миллионы на свои симуляторы — чем они отличаются от других?
Задержка, пропускная способность и точность — все это имеет значение, когда вы гонитесь за миллисекундами.
Команды Формулы-1 могут потратить от 3 до 10 миллионов долларов на симуляторы, позволяющие пилоту контролировать ситуацию на трассе. Фото : Dynisma
Одним из изменений, произошедших в Формуле-1 в XXI веке, стало внедрение симуляторов с участием пилота. Все началось в начале 2000-х, вероятно, в McLaren, возможно, в Toyota или Ferrari; команды Формулы-1 известны своей скрытностью в отношении преимуществ в производительности. С годами они становились все более совершенными, но совершенствовались и высококлассные потребительские симуляторы, такие как многоосевые системы, стоимость которых исчисляется десятками тысяч долларов. Что же делает многомиллионные симуляторы, используемые в Формуле-1, настолько дорогими и настолько лучше справляющимися со своей задачей?
Во-первых, задержка.
«Существует тесная связь между тем, что водитель передает автомобилю, тем, как автомобиль реагирует, и тем, как водитель это чувствует и реагирует. Таким образом, это очень динамичный замкнутый цикл, включающий водителя и автомобиль», — объяснил Эш Уорн, основатель и технический директор Dynisma Motion Generators, британской компании-производителя симуляторов, которая поставляет симуляторы DiL компаниям Ferrari, Alpine, а вскоре и Cadillac, стоимость которых может достигать 10 миллионов долларов.
«В симуляторе вождения мы, очевидно, полностью убираем автомобиль и подключаем нашу систему, которая должна максимально точно воспроизводить реальный автомобиль, потому что в противном случае ваш чемпион мира по автогонкам, обладающий врожденным и инстинктивным пониманием того, каким должен быть автомобиль, сразу же воспримет это как нечто другое», — сказал Уорн.
Редкая возможность заглянуть внутрь симулятора команды Формулы-1, в данном случае, McLaren в 2016 году. Фото: Даррен Хит/Getty ImagesИ он действительно имеет в виду низкую задержку. «От 3 до 5 миллисекунд. То есть это время от момента, когда, по данным модели физики автомобиля, например, задняя часть машины начинает заносить и ускорять автомобиль по рысканию, до момента, когда мы можем фактически измерить это движение с помощью акселерометра на шасси симулятора», — сказал Уорн. Для сравнения, это примерно на порядок быстрее, чем лучшие коммерческие авиасимуляторы или Национальный симулятор вождения, на котором мы ездили в Айове несколько лет назад.
3 мс
Уорн основал Dynisma после работы в McLaren, а затем в Ferrari, осознав, что создание симулятора со сверхнизкой задержкой возможно. «Мне удалось доказать, сначала с помощью ручки и бумаги, а затем с помощью моделирования, что мы сможем добиться такой задержки, около 3 миллисекунд», — сказал Уорн. Первый прототип, созданный, когда Dynisma еще была компанией из одного человека, использовал любительскую электронику и двигатели для проверки концепции. «Вместо использования промышленных компьютеров и [программируемых логических контроллеров] и систем управления, которые мы используем сегодня, первая система была разработана с использованием Arduino, Raspberry Pi и множества другой бытовой электроники», — сказал Уорн.
Высокая пропускная способность — еще одно обязательное условие, и здесь мы видим большое отличие от авиасимуляторов. «Они движутся очень, очень медленно и заинтересованы в выполнении длительных углов крена, тогда как мы решаем совершенно другую задачу», — объяснил Уорн. «Речь идет о нахождении в автомобиле, который приклеен к дороге, и обо всех вибрациях, возникающих от каждой неровности на дороге, а также от двигателя и т. д., вибрации шин — все эти высокочастотные вибрации передаются в салон автомобиля через сиденье водителя», — сказал он.
Это Dynisma DMG360XY, самый передовой симулятор вождения, используемый в настоящее время в автоспорте. Кабина водителя может вращаться на 360 градусов и имеет ход 5 метров по осям X и Y. Это Dynisma DMG360XY, самый передовой симулятор вождения, используемый в настоящее время в автоспорте. Кабина водителя может вращаться на 360 градусов и имеет ход 5 метров по осям X и Y. 
Эш Уорн, основатель и технический директор Dynisma. Dynisma Эш Уорн, основатель и технический директор Dynisma. Dynisma 
Помимо автоспорта, симулятор Dynisma можно (и используется) также для разработки дорожных автомобилей. Dynisma. Помимо автоспорта, симулятор Dynisma можно (и используется) также для разработки дорожных автомобилей. Dynisma. Эш Уорн, основатель и технический директор Dynisma. Dynisma . Помимо автоспорта, симулятор Dynisma можно (и используется) также для разработки дорожных автомобилей. Dynisma.
«Самое главное в симуляторах всегда было стремление добиться ощущения настоящих шин, даже если их нет. И это очень важно для водителя — чувствовать смещение подвески, движение шины под ободом. Это очень характерное ощущение для пилота. Поэтому сейчас над этим ведется большая работа», — сказал Симон Пажено, пилот-симулятор команды Cadillac F1.
За свою карьеру, включающую победу в Indy 500, а также чемпионские титулы в IndyCar и American Le Mans Series, Пажено наблюдал за развитием гоночных симуляторов. «Мой первый опыт работы с симулятором, думаю, был в 2008 году в Wirth Research… когда у нас была программа De Ferran Motorsport, и он уже был довольно хорош, но определенно не достиг нынешнего уровня», — сказал Пажено. «Эволюция с тех пор, как я впервые поработал с симулятором, колоссальная. Визуализация, конечно; движение платформы — это еще один момент. Я бы сказал, что аппаратное обеспечение значительно улучшилось, и задержка — это то, за что мы боремся каждый день, используя вычислительную мощность, но задержка действительно имеет решающее значение для того, чтобы дать водителю правильную обратную связь», — добавил Пажено.
Пора работать
Но что же на самом деле делает пилот-симулятор для своей команды? «Сейчас, особенно в Формуле-1, самое важное — понять, сколько энергии расходуется на шины, чтобы избежать их перегрева. Поэтому сейчас это большая часть нашей работы — выяснить, что мы можем сделать, чтобы шины служили дольше, лучше работали с гоночным автомобилем, обеспечивали нам лучшее сцепление», — сказал он.
«Цель состоит в том, чтобы улучшить машину и помочь гонщикам показать лучшие результаты в гоночный уик-энд, что является задачей каждого симуляторного гонщика», — сказал Пажено. «Молодые, очевидно, тоже пытаются доказать себя. Поэтому их работа немного отличается от моей. Им нужно показывать хорошие результаты. Им нужно всегда быть очень быстрыми. Мне нужно быть стабильным. Мне нужно давать инженерам очень субъективную обратную связь: «Это лучше или хуже для реальной жизни?» Поэтому я всегда стараюсь спроецировать себя в реальную жизнь».
Пока два гоночных автомобиля Cadillac Серхио Переса и Валттери Боттаса готовились к первой тренировочной сессии Гран-при Монако, состоявшегося в минувшие выходные, Пажено также работал на симуляторе в штаб-квартире GM по автоспорту под Шарлоттой, Северная Каролина, подключившись к той же коммуникационной сети, что и инженеры на трассе и в центре управления в Шарлотте. (Новый симулятор Dynisma команды Cadillac F1 будет установлен на новой базе команды в Индианаполисе.)
В 2019 году Симон Пажено выиграл гонку « Индианаполис 500». (Фото: Клайв Роуз/Getty Images) 
В гонках на выносливость, таких как Американская серия Ле-Ман, гонщику приходится работать в команде с другими участниками — это хорошая практика для симулятора. Это также помогает справляться с ночными бдениями. Рик Доул/Getty Images В гонках на выносливость, таких как Американская серия Ле-Ман, гонщику приходится работать в команде с другими участниками — это хорошая практика для симулятора. Это также помогает справляться с ночными бдениями. Рик Доул/Getty Images 
Помимо гонок в США, Пажено был заводским пилотом Peugeot, заняв второе место в 24 часах Ле -Мана 2011 года. Рик Доул/Getty Images. В гонках на выносливость, таких как Американская серия Ле-Мана, пилот должен работать с другими членами своей команды — это хорошая практика для симулятора. Это также помогает справляться с поздними ночами. Рик Доул/Getty Images . Помимо гонок в США, Пажено был заводским пилотом Peugeot, заняв второе место в 24 часах Ле-Мана 2011 года. Рик Доул/Getty Images .
«Я пытаюсь понять, о чём говорят гонщики, что они имеют в виду в плане гоночного автомобиля, их проблем, сильных сторон. А затем, как только закончится первая свободная практика, мы приступаем к сопоставлению имеющихся данных. После того, как мы всё сопоставим и убедимся, что минимальная скорость на повороте, максимальная скорость на прямой совпадают, и всё работает на компьютере, мы можем перейти к вопросам повышения производительности», — сказал Пажено.
Эти параметры производительности — это различные изменения, которые инженеры хотят протестировать, и проверка до 50 из них может занять очень много времени, особенно если учесть временные рамки некоторых гонок. Хорошо, что у Пажено есть опыт участия в гонках на выносливость…
Работа требует методичности. «Допустим, заезд должен состоять из пяти кругов; мы должны проехать пять кругов подряд. Если произойдет авария, мы начнем пять кругов заново. Поэтому, если начнутся аварии, все может очень быстро превратиться в кошмар. И при этом нужно быть стабильным; нужно укладываться в пределах двух десятых секунды на круг, чтобы получить качественные данные, которые смогут проанализировать инженеры. В этом смысле это стрессовая работа, потому что нужно предоставить максимально качественные данные. И лично я хочу, чтобы меня уважали за мою работу, поэтому я должен выкладываться на полную», — сказал Пажено.
Источник: arstechnica.com
