Data matchen tussen simulator en raceauto
Door Kim Loohuis Beeld Anthony Donner – www.anthonydonner.com
In de Formule 1 zijn de trainingen op het circuit beperkt tot enkele dagen aan het begin van het seizoen. "Dit soort tests zijn heel duur, waardoor de teams met de dikste budgetten het meest konden testen. Om het speelveld in dat opzicht eerlijker te maken, heeft de FIA het testen aan banden gelegd", legt Dennis Marcus, commercieel manager bij Cruden, uit.
Dat is de reden dat er in de autosport veel gebruik wordt gemaakt van simulatoren. "Iedere keer dat een F1-auto over een circuit rijdt, wordt er een schat aan data verzameld. Die data is essentieel om het voertuigmodel in de simulator aan te passen", zegt Marcus. Die correlatie is cruciaal om het voertuigmodel te optimaliseren. "Door middel van correlatiesessies worden de computermodellen van de simulator getuned op basis van data uit de racewagen. Wanneer beide datasets overeenkomen, weet je dat je simulatieomgeving goed ingericht is. Dat is belangrijk, want engineers gebruiken de simulator bijvoorbeeld om de optimale set-up van de auto op een circuit te bepalen. Maar ook nieuwe ontwikkelingen en ontwerpen worden eerst in een simulatoromgeving getest."
Niet te voorspellen
De bak aan data die tijdens trainingsrondes, kwalificatie en de race zelf wordt verzameld, gaat in engineeringtools waarin computermodellen van de auto zijn gebouwd. "Denk aan modellen voor voertuigdynamica, banden, motor, versnellingsbak", legt Marcus uit. Wanneer de simulatieomgeving niet overeenkomt met de echte situatie, kunnen engineers niet meer voorspellen wat de gevolgen zijn op de baan. "Als het in de echte wagen anders uitpakt, zit je als engineer met je handen in het haar."
”Zij bouwen vervolgens in maximaal vijf uur een aangepaste versie van het circuitmodel”
De essentie van simulatie is dat je buiten de baan kunt bepalen wat een auto op een circuit doet. Als het computermodel anders reageert dan de echte auto, schiet je daar niets mee op. Marcus verwijst naar het team van Williams die een tijd geleden correlatieproblemen hadden door problemen met hun windtunnel. "Een windtunnel is ook een soort simulator, een engineeringtool. Zeker aanpassingen op aerodynamisch vlak luisteren in de Formule 1 heel nauw, maar als de uitkomsten op de baan totaal anders zijn dan je naar aanleiding van tests in de windtunnel verwacht, maakt dat deze tool volledig waardeloos."
De mens is essentieel in simulatie Een essentieel onderdeel van correlatiesessies is de zogenoemde ‘driver-in-the-loop’.
Want hoeveel technologie en engineering je ook in een Formule 1-wagen stopt, uiteindelijk moet de coureur het vertrouwen hebben dat wanneer hij keihard door de bocht gaat, hij daar levend uitkomt. "Natuurlijk kun je in een simulator ook een computermodel maken van de coureur. Dat wordt door F1-teams ook gedaan.Want een computermodel kan heel snel allerlei scenario’s en rijlijnen doorrekenen", zegt Marcus.
"Zo kom je tot de theoretisch snelste set-up van de wagen, maar als dat een rijstijl vergt die niet bij de coureur past, kan het doodeng zijn om met die set-up te rijden. Het gaat uiteindelijk om het maximale dat een méns met de auto kan op het circuit. Daarom is de rijder in de loop essentieel, want die is immers hetzelfde in zowel de simulator als de echte auto."
Cruden: de verborgen IT-schat van Nederland
Een van de verborgen parels in de Nederlandse IT-sector, dat is Cruden. De simulatorbouwer is een klinkende naam in de automotive en motorsport, maar in de IT-sector weten slechts enkelen wat voor mooie software het bedrijf ontwikkelt.
Cruden levert complete simulatoren aan zowel de autosport (denk aan verschillende Formule-klasses) als de automotive industrie. Bij de racerij worden de systemen bijvoorbeeld gebruikt voor trainingen en om ervoor te zorgen dat de computermodellen van een auto kloppen en dus in de simulator gebruikt kunnen worden om de auto te ontwikkelen of de set-up voor een race te bepalen. Door het voertuigmodel in de simulator steeds verder te optimaliseren op basis van vergaarde data uit races, kunnen teams vooraf beter voorspellen wat bepaalde omstandigheden voor invloed hebben op de wagen en de prestaties.
“Mijn grootste doel destijds was om de beste simracer ter wereld te verslaan“
"Zo kunnen ze de beste set-up bepalen voor een bepaald circuit", legt Dennis Marcus, commercieel manager bij simulatorbouwer Cruden, uit.
"Het voertuigmodel is eigenlijk de simulatie van de wagen. Stel dat je op Spa Francorchamps bij Eau Rouge omhoog rijdt of je stuurt de bocht in, welke druk krijg je dan bijvoorbeeld op de banden en hoe vertaalt zich dat in het stuurmoment dat de rijder voelt? Deze gegevens worden gebruikt om de rijder in de simulator de juiste beelden te laten zien en de beweging van de simulator af te stemmen op wat hij in de wagen zou voelen."
Veilig innoveren in automotive sector
Cruden bouwt niet alleen simulatoren voor de motorsport, maar levert ook veel systemen aan automobielfabrikanten als Volkswagen, Audi en Porsche. "In deze branche dient simulatie een economisch belang, omdat eerder in het ontwikkelproces getest kan worden, zonder dat er dure, tijdrovende prototypes hoeven te worden gebouwd." Ook hier is een solide voertuigmodel, waarin de voertuigdynamica wordt vastgelegd, essentieel. "Hoe voelt het als je stuurt, krijg je als bestuurder een gevoel van controle en daarmee veiligheid?" Aangezien steeds meer auto’s worden uitgerust met sensoren voor bijvoorbeeld adaptive cruise controle en lane keeping assist, is het belangrijk om te testen of deze systemen ook daadwerkelijk doen wat ze moeten doen. "Het finetunen van dit soort zaken gebeurt met behulp van simulatoren, omdat je je kunt voorstellen dat het niet helemaal ethisch is om dat op de openbare weg te doen." En testen op een speciale track is ook geen optie, omdat het bij deze testen van belang is dat de bestuurder daadwerkelijk het gevoel heeft in een echte situatie te zitten, inclusief ander verkeersdeelnemers zodat hij reageert zoals hij dat in het echt ook zou doen.