После введения запрета на тесты по ходу сезона команды Формулы 1
вынуждены заменять реальную работу на трассах исследованиями в
аэродинамической трубе и компьютерным моделированием.
Мы уже писали о системах вычислительной гидродинамики,
позволяющих инженерам проводить виртуальную «продувку» аэродинамических
решений, в этом году в чемпионате дебютировала первая машина, полностью
разработанная на компьютерах CFD, но сегодня речь пойдёт о другом
направлении работы, в котором используются сложные компьютерные системы –
виртуальных симуляторах машин.
Команды Формулы 1 используют два типа симуляторов – статический и
динамический. В статическом используется реальный или приближенный к
нему монокок, жестко закреплённый перед большим сферическим экраном. На
экране воспроизводится картинка, имитирующая конкретную трассу и её
прохождение с использованием руля, педалей и других органов управления.
Рисунок и особенности трассы передаются очень точно, обычно
компании-поставщики арендуют автодром на несколько дней, чтобы снять
максимально детальную электронную копию, привязанную к координатам GPS.
Динамический симулятор базируется на решениях, используемых в авиации
для подготовки пилотов. Первый такой тренажер на примитивной
электромеханической платформе появился в США ещё в 1919 году и был
предназначен для тренировки запуска двигателя и подготовки к взлёту,
спустя десять лет система могла, пусть и с небольшой степенью
достоверности, имитировать полёт, контролируя позицию воздушного судна
по трём осям. Современные технологии позволяют добиться большего.
Многие команды используют симуляторы небольшой голландской компании
Cruden BV, которая известна и на рынке развлечений под брендом Hextech.
Базовый симулятор Cruden имеет шесть степеней свободы, его применяют для
обучения гонщиков – молодежь отрабатывает навыки управления
многочисленными системами машины, а опытные пилоты могут сосредоточиться
на прохождении конкретной связки поворотов с использованием виртуальных
решений, копирующие реальные новинки, подготовленные командой.
Любопытно, что для неопытных гонщиков часто используют более острые
настройки, которые несколько преувеличивают реальные реакции машины –
так легче получить необходимые навыки, чем прислушиваясь к небольшим
изменениям в поведении машины.
Программное обеспечение обычно базируется на алгоритмах Racer и
rFactor, которые доступны рядовым болельщикам, но с множеством
доработок, позволяющих учитывать детальные настройки аэродинамики,
характеристики покрытия, износ резины. В результате, используя
компьютерную модель нового аэродинамического обвеса, инженеры могут
оперативно оценить её влияние на баланс машины, услышать комментарии
гонщиков, понять направление дальнейшей работы.
Возможен и обратный процесс – у команд есть возможность построить
виртуальную машину, соответствующую пожеланиям гонщика, его стилю
пилотирования, работе с рулём, настройкам тормозов, выбору точек
торможения. Часто разработанные таким образом решения воплощаются в
конструкции реальных машин.
Используются и более необычные подходы, к примеру – метод случайного
поиска, когда компьютер перебирает различные сочетания аэродинамических
элементов, меняя их свойства и размеры, в поиске оптимального времени
прохождения конкретной трассы или связки поворотов. Не всегда найденные
решения удаётся воплотить в жизнь, но иногда это позволяет взглянуть на
ситуацию с другой стороны.
Гонщики активно используют симуляторы для подготовки к Гран При и
поддержания формы. Виртуальная машина надёжна, не нуждается в
дозаправках и смене шин, а обычную программу трёхдневных тестов в Хересе
позволяет отработать за десять часов.
Конечно, в ближайшее время компьютеры не заменят живую работу на
трассе, но прогресс очевиден. Вряд ли программисты, разрабатывавшие игры
для приставок и первых персональных компьютеров, могли надеяться, что
однажды их идеи будут использоваться для подготовки боевых гонщиков
Формулы 1.