Телеметрия


Телеметрия

Основы телеметрии
Наука и технология автоматического измерения и передачи информации по проводам, радио или иным другим способом от удалённого источника, например космического корабля, на приёмную станцию для записи и последующей обработки.
На современной машине Формулы-1 навешано огромное количество потенциометров и сенсоров, позволяющих отслеживать все жизненно важные функции автомобиля. Результаты измерений хранятся в бортовом компьютере, и многие функции могут отслеживаться инженерами в боксах в реальном времени. Телеметрия даёт пилоту и его инженером основу для дальнейшей работы с настройками. Также, партнёры по команде часто обмениваются телеметрией с целью сравнения кругов, чтобы точнее определить параметры поведения машины с позиции двух независимых стилей вождения.
В начале сессии неплохо бы пройти несколько "разогревочных" кругов (20 – 30) и сохранить самый быстрый в качестве эталонного или базового (reference lap). После того, как будут произведены изменения в регулировках, и время на круге улучшится, базовым становится следующий быстрейший круг. Не смотря на то, что на дисплей телеметрии можно одновременно вывести много кругов, проще анализировать свои результаты, используя только базовый круг и лучший круг из последней попытки. Далее, если удалось побить время базового круга, новый быстрый круг следует сохранить как базовый. Начинающие могут использовать в качестве базовых дефолтные круги, поставляющиеся вместе с симулятором, для первоначальной настройки машины до тех пор, пока время на круге не станет конкурентоспособным.
Во время гоночных уик-эндов, время круга может сильно колебаться из-за ограничений свободных заездов по времени, поэтому команды вносят различные изменения в настройки и собирают телеметрию. После завершения сессий технический директор, пилот и его гоночный инженер обсуждают и анализируют телеметрию, и эффект от различных изменений. По результатам обсуждения, перед началом следующей сессии в настройки вносятся соответствующие изменения.
Ниже приведены отслеживаемые телеметрией параметры и дано их объяснение:

Velocity – Distance (Скорость – дистанция): На этом экране показана скорость относительно дистанции трассы. Наложение двух разных кругов позволяет оценить эффект от изменения настроек и его (изменения) влияние на время круга. Наложение круга более быстрого партнёра на свой, позволяет пилоту видеть, в каких местах трассы он теряет время, и то на какой области настроек следует сконцентрировать внимание.
Engine RPM – Distance (Обороты двигателя – дистанция): Обороты двигателя в минуту относительно дистанции. Позволяет отслеживать, как пилот управляет мощностью мотора, и удаётся ли ему поддерживать обороты двигателя в зоне максимальной мощности и крутящего момента в тех местах трассы, где это важно. Также, с помощью этого графика очень удобно отслеживать где "сближенные передачи" могут улучшить стабильность машины в повороте за счёт поддержания постоянной мощности/крутящего момента.

Longitude Acceleration – Lateral Acceleration (Продольное ускорение – поперечное ускорение): "Диаграмма трения". После долгих споров, использование этого графика стало обычной процедурой. Диаграмма трения просто показывает, насколько близко к своему пределу пилотируется автомобиль. В идеале этот экран будет показывать очень точную и повторяющуюся последовательность перегрузок в контрольных точках, если пилот постоянно доводит машину до крайнего предела.

Incremental Time Difference(Нарастающая разница времени): График показывает выигрыш/потерю по дистанции времени, относительно базового круга. Все значительные расхождения должны быть тщательно проанализированы, а вообще, этот к этому разделу следует обращаться в первую очередь.
Gear – Distance (Передача – дистанция): график отражает включенную передачу по ходу круга.

Rear Wheel Speed Difference – Distance (Разница скорости вращения задних колёс – дистанция): Этот экран демонстрирует эффект параметра "блокировка дифференциала", отображая разницу скоростей вращения задних колёс.
Track View: схема трассы на которой отображается траектория движения машины, построенная с использованием других параметров телеметрии. Полезна при сравнении тонкостей прохождения поворотов.

Throttle – Distance (Газ – дистанция): График отображает степень нажатия педали газа (в процентах от полного хода педали) на протяжении круга. Этот показатель полезен при анализе того, как добавляется газ на выходе из различных типов поворотов. На графике отлично видно, насколько эффективны изменения настроек, когда требуется как можно раньше прибавлять газ на выходе из поворотов.

Brake – Distance (Тормоз – дистанция): Отражает положение педали газа на протяжении круга. Отражает процент нажатия на педаль. Эффективный трэйл-брейкинг выглядит на графике периодическими всплесками. Наложение кругов помогает понять, где на торможениях теряется или выигрывается время.

Steering – Distance (Угол поворота руля – дистанция): График отражает процент поворота рулевого колеса на протяжении круга. Полезен при сравнении точек входа в поворот на нескольких кругах относительно того, как влияют действия пилота на избыточную поворачиваемость.

Clutch – Distance (Сцепление – дистанция): Отображает перемещение педали сцепления по ходу круга. Помните, что полу- либо полностью автоматическая трансмиссия машины Формулы-1 выключает сцепление автоматически. Это не регулируется.

Damper Velocity – Distance: График отображает скорость перемещения штоков всех 4-х амортизаторов по ходу круга. Сжатие отображается как всплеск вверх (острота всплеска соответствует скорости, а высота - перемещению). Отбой изображается в виде "всплесков вниз" (провалов). Чем выше амплитуда всплесков, тем мягче установки амортизаторов (соответственно ниже сопротивление и больше перемещение). Этот график лучше представляет быстрые параметры амортизаторов, или их реакцию на бордюры и неровности. Также при настройке быстрых значений следует обратиться к графику ходов подвески (Suspension Travel).

Damper velocity (Smoothed): График отображает скорость перемещения штоков всех 4-х амортизаторов по ходу круга, однако более представительно в плане медленных характеристик, другими словами, как амортизаторы отрабатывают трансфер веса при прохождении поворотов. Сжатие отображается как всплеск вверх, отбой – вниз. Полезен при точной настройке медленных параметров амортизаторов и его следует анализировать совместно со сглаженным графиком изменения клиренса (Ride height smoothed) и ходов подвески (Suspension Travel).

Longitude Acceleration – Distance (Продольное ускорение – дистанция): Отображает продольную перегрузку шасси при ускорениях и торможениях. При ускорении график направлен вниз, при торможении вверх.

Lateral Acceleration – Distance (Поперечное ускорение – дистанция): Отображает поперечную перегрузку шасси при прохождении поворотов. В правом повороте график идёт вниз, в левом – вверх.

Vertical Acceleration – Distance (Вертикальное ускорение – дистанция): Отображает вертикальную перегрузку шасси, вызванную неровностями и перепадами высоты трассы. Вверх это вверх, а вниз – это вниз.

Front and Rear Ride Height (Дорожный просвет под передней и задней осью): График отображает расстояние от поверхности трассы (низ графика) и планкой, измеренное в миллиметрах. Он отслеживает все изменения дорожного просвета под воздействием всех факторов, включая кочки и неровности. Полезен при грубой установке жёсткости пружин и точной регулировке быстрых параметров амортизаторов.

Front and Rear Ride Height Smoothed(Дорожный просвет под передней и задней осью, сглаженный): График отображает расстояние от поверхности трассы (низ графика) и планкой, измеренное в миллиметрах. Сглаженная линия графика даёт более аккуратное представление об изменении клиренса только под воздействием трансфера веса. График полезен при точной настройке жёсткости пружин, а также при грубой настройке медленных параметров амортизаторов и толщины буферов.

Chassis Slip Angle (Угол скольжения): Отображает поперечное скольжение машины. В идеале, отклонения этого графика от нулевой оси должны быть как можно меньше и плавнее.

Suspension Travel (Ход подвески): Отдельно измеряет вертикальное перемещение каждого колеса в миллиметрах плече рокера. Точкой отсчета (нулём) является положение максимального хода отбоя, как, если бы машину оторвали от земли краном. Вертикальные всплески соответствуют сжатию подвески. График отслеживает насколько эффективно пружины, амортизаторы и стабилизаторы контролируют каждое колесо при трансферах веса и при проезде по бордюрам и неровностям. Сравнивание двух передних или двух задних колес в условиях поворота с постоянными нагрузками (перекрёстная ссылка на график Chassis Slip Angle), полезно при определении настроек стабилизаторов. При использовании мягких настроек пружин и амортизаторов, этот график поможет подобрать толщину буферов. Буферы, в свою очередь, могут влиять на вид всплесков линии графика.

Tire Temperatures (Inside/Middle/Outside) (Температура шин): Отображает температуру покрышек в градусах Цельсия на протяжении круга. График "Camber Temperature" отражает температуру внутреннего и внешнего края шины, а график "Crown Temperature" – температуру центральной части. Нулевая ось координат соответствует оптимальной рабочей температуре. Эти данные очень полезны для достижения оптимальной температуры на протяжении круга. Однако при регулировке настроек они больше помогают анализировать давление в шинах, чем угол развала.

Wheel Spin (Пробуксовка): График показывает процент вращения каждого колеса отдельно, относительно пройденной дистанции на протяжении круга. Линия идёт вниз при блокировке колеса на торможении, и вверх при пробуксовке.

Tire Wear (Износ резины): Отображает износ шин на протяжении круга. Желательно сопоставить этот график с графиками ходов подвески (Suspension Travel), угла скольжения (Chassis Slip Angle), и температуры шин (Tire Temperatures), чтобы понять причину преждевременного износа резины.
Другая полезная информация включает погодные условия по ходу круга.

Air Temperature – Distance (Температура воздуха – дистанция): Записывает температуру окружающего воздуха по ходу круга.

Track Temperature – Distance (Температура асфальта – дистанция): Записывает температуру дорожного полотна по ходу круга.

Rain – Distance (Дождь – дистанция): Регистрирует интенсивность осадков по ходу круга.

Track Dampness – Distance (Влажность асфальта – дистанция): Регистрирует степень влажности асфальта по ходу круга.
Программа телеметрии группирует разные данные в несколько окон. Например, под заголовком "Incremental Time" можно видеть не только главное окно с графиком нарастающей разницы времени, но также схему трассы и график "Velocity – Distance" в уменьшенных окнах. Если щёлкнуть мышью на кнопку "Help", откроется документ MS Word. В нём детально расписаны все особенности программы и дано несколько полезных советов по навигации и эффективному манипулированию данными. Здесь же мы приводим самые полезные моменты из этого файла.
Навигация в программе
Левая кнопка мыши (нажать и перетащить): выделение произвольной области данных.
Правая кнопка мыши: пошаговое увеличение масштаба.
Средняя кнопка мыши: максимизировать/минимизировать выбранное окно.
"Горячие" клавиши:
Enter: увеличить масштаб выделенного фрагмента.
Пробел: восстановить исходный вид и масштаб окон
Backspace: отменить выделение.