Применение компьютеров в формуле 1 (Часть 1)

Некоторое время назад на Хабре уже была статья про электронику в Формуле 1, я бы хотел показать более детальный анализ этого аспекта королевских гонок.

В 1950 прошёл первый чемпионат мира Формулы-1, его выиграл итальянец Джузеппе Фарина на Альфа Ромео. У него была быстрая, но тяжёлая и неповоротливая машина. Шли годы и вес машины уменьшался, они стали лучше поворачивать, тормозить, да и выглядеть тоже. Хотя, это уже дело вкусов. Наряду с машинами формулы 1 развивалась и сфера информационных технологий, начали появляться компьютеры, способные выполнять всё больше и больше операций в секунду и это способствовало их внедрению в различные сферы жизни человека. Не обошли компьютеры и формулу 1, их стали использовать повсюду: для записи времени на круге (сначала это делали специальные люди, которые с секундомером писали время в журнал для каждого пилота, каждый круг), для проектирования болида (кстати, интересный факт, до сих пор в паддоке формулы 1 остался, лишь, один инженер, которые проектирует не на компьютере, а на кульмане — гениальный Эдриан Ньюи ^[1]), для проверки аэродинамических характеристик автомобиля, обработка телеметрии, для управления двигателем, зажиганием, коробкой передач и управления болидом в целом. Первую статью я бы хотел посвятить электроники, которая находится в болиде.

Итак, я начну с 2006 года, когда ФИА (Federation Internationale de l'Automobile — Международная федерация автоспорта) выбрала одного из участников чемпионата мира по кольцевым гонкам в классе формула 1 в качестве производителя и поставщика электронного блока управления болидом. Им стала команда Vodafone McLaren Mercedes, а конкретнее, подразделение McLaren electronics. И уже в 2008 году на всех болидах Формулы 1 появился ECU.

ECU (Electronic Control Unit) — это главный компьютер в машине формулы 1. Он состоит из трёх основных частей — датчики, небольшой блок вывода информации и сам главный компьютер, об его характеристиках будет написано ниже. В процессе движения болида формулы 1 меняется огромное число различных характеристик, влияющих друга на друга и самое главное на скорость движения. Не сложно догадаться, что датчики служат для сбора информации, они измеряют такие характеристики, как давления в шинах, температура резины, режим расхода топлива, температура топливной смеси, смазочных материалов, гидродинамические характеристики и многое другое. Вся эта информация, порядка нескольких сотен параметров, собирается датчиками ECU и поступает в TAG-310B или TAB-320, так называются две версии этого унифицированного блока. Остановимся на последней.

Все устройства с ECU TAG-310В связаны по принципу звезды ^[2].

Технические характристики:

Рабочее напряжение 7.5- 16V постоянного тока.
Оперционная система TAGOS 32-bit — это операционная система реального времени, которая реагирует на изменение любых параметров и мгновенно их обрабатывает.
Быстродействие процессора — 1700 MIPS
Память — 1 Gb Flash, 16Mb SRAM.
Рабочая температура от -10°C до +85°C.
Вибрации от 100 до 1000 Гц, в любом направлении, в течении 24 часов.

Вот что представляет из себя ECU от McLaren Electronics. Эта штука, которая весит всего 1,5 кг управляет болидом от и до. И позволяет не только записывать информацию, но и передавать её на командный мостик один раз за круг, во время проезда мимо пит-лейн. К сожалению, не смог найти точной информации о технологии передачи, но судя по всему это осуществляется через беспроводную технологию передачи данных со скоростью порядка 10-15 Мбит. Программное обеспечение для ECU разрабатывает компания Microsoft ^[3].

Рассказ получился краткий, но информации по этой сфере не так и много, т.к. Формула 1 это сражение не только на трассе, но и гонка технологий. И свои секреты не хочет раскрывать, увы, никто.

Если у вас есть какие-то вопросы, готов ответить на них в комментариях. В дальнейшем, если сообществу интересная эта тема, хочу рассказать о CFD — системы вычислительной гидродинамики и компании Ника Уирта ^[4] — Wirth research.

Автор: oENDark