Как команды Ф1 готовятся к приезду на новые трассы
Имола и Стамбул вернулись в 2020, а в Портимао и Муджелло мы побывали впервые. В этом году в календарь добавились трассы Лосаил в Катаре и Джедда в Саудовской Аравии, а Имола, Портимао, Зандворт и Стамбул помогли «добить» число гонок до 22.
Можно сказать, что Имола и Стамбул не в новинку для Формулы 1, а в Муджелло и Портимао иногда проводились тесты, но старые данные с них дают лишь общее представление о том, чего можно ожидать, ведь резина и машины изменились с тех пор очень серьезно, так что архив со всей информацией нерепрезентативен. Как же команды готовятся к приезду на новые трассы? Ответ прост – симуляции. Но в начале работа будет вестись не на симуляторе как таковом, а на компьютере с виртуальным гонщиком, чтобы получить базовые настройки и оптимизировать траектории без потери объективности.
Чтобы начать симуляцию параметров, используется стандартная модель машины, как правило с базовыми настройками, возможно, с какой-то другой трассы с похожим профилем поворотов и прямых. Это будет хорошей отправной точкой перед многократными изменениями и поправками в поисках идеала. Сама же модель машины довольно сложная. И это нормально, ведь вычислительные мощности вполне это позволяют. Впервые симулятор я использовал в 1986, и, хотя он позволял оптимизировать пять вариантов аэродинамических настроек и передаточных чисел коробки передач, на это требовалась вся ночь. Сегодня компьютер создаст вариант настроек для круга по трассе быстрее, чем этот самый круг можно проехать.
Первые симуляции направлены на поиск оптимальных углов атаки антикрыльев, чтобы найти компромисс между лобовым сопротивлением и прижимной силой, но в то же время будет вестись поиск и других оптимальных настроек, таких как клиренс и жесткость стабилизаторов. На заре симуляторов программа всегда «вела» машину по траектории, которую задавал инженер на глаз. Сейчас компьютер сам высчитывает оптимальную траекторию в зависимости от настроек, чтобы добиться наилучшего времени на круге.
Конечно, хорошая модель машины и виртуальный гонщик будут бесполезны, если мы не сможем достаточно хорошо воспроизвести саму трассу, и для первых симуляций есть не все данные по треку. Для новых трасс команды в первую очередь получают 2D карту, которую они должны оцифровать, ввести все координаты дорожного полотна и его пределов. И здесь может не быть информации, например, о перепадах высот, обычно эти данные появляются позже. Такая карта прежде всего основывается на данных архитекторов, по которым ее строят, так что там точно не будет таких деталей, как поребрики, поэтому в симуляции предполагается, что машина всегда находится в пределах трассы.
Первый этап исследовании направлен на многофакторную оптимизацию. В этом случае инженер выставляет границы для параметров, которые потом можно варьировать. К примеру, для переднего клиренса будут выставлены границы от 15 мм до 20 мм, для жесткости стабилизаторов поперечной устойчивости от 1 до 1.2 Нм/рад, а для антикрыльев весь возможный диапазон регулировок.
И не будет ничего необычного, если таким образом будут исследоваться 9 или 10 вариантов настроек. Симулятор затем автоматически проверяет различные варианты переменных и предоставляет результат в виде специальной диаграммы, где на разных осях отмечены входные параметры, и все это вместе с выходными параметрами, такими как время круга, максимальная скорость, клиренс спереди и сзади машины в конце прямой. На первый взгляд это выглядит как непонятная паутина данных, но даже короткий анализ уже дает представление как минимум о времени круга и максимальной скорости.
С этого момента подбираются базовые настройки, и дальше начинается настоящая симуляция: входные данные и алгоритмы поиска идеальной траектории заменяются гонщиком, который на основе визуального восприятия и работы своего вестибулярного аппарата управляет машиной и дает обратную связь. На этом этапе требуется уже больше деталей, и для этого на трассах используют лидары для сканирования, что позволяет получить все нужные опорные точки на трассе и фотореалистичное представление местности. И для все этого требуются повышенные вычислительные мощности, потому что происходит также симуляция работы двигателя и трансмиссии, ведь помимо всего прочего выполнять обработку данных от этих узлов должен такой же блок, который установлен в самой машине.
Гонщик на этом этапе работает с инженером, чтобы оптимизировать настройки. Время круга становится целью, но команда инженеров использует те же средства анализа данных, что и обычно во время уик-энда на трассе, что позволяет оценивать стабильность, работу резины и, если детальность проработки трассы достаточно хороша, скорость пит-стопов с учетом въезда на пит-лейн.
Симуляция – это палка о двух концах. Командам нравится, что это позволяет в контролируемой среде прорабатывать множество вариантов настроек в поисках идеала, но в итоге это снижает фактор непредсказуемости, что отражается на зрелищности для болельщиков. Однако, джина уже выпустили из бутылки – симуляторы станут еще более сложными и проработанными в ближайшие годы.
Это перевод статьи Пэта Симондса из журнала GP Racing UK за ноябрь 2021.
Фото: MotorsportImages.com
Этот блог в соцсетях:
