Nuovo simulatore Ferrari: come potrebbe cambiare la competitività in Formula 1
Nel pieno della lotta per il mondiale di Formula 1, le squadre sono proiettate già da tempo al 2022, anno che prevede il noto cambio regolamentare che porterà le auto ad avere caratteristiche completamente diverse da come le conosciamo oggi. Nelle ultime settimane, la Ferrari ha ufficializzato l’arrivo di un nuovissimo simulatore, sviluppato da Dynisma con sede a Bristol, che il team ha installato a Maranello per migliorare le prestazioni e tornare ad essere competitiva come un tempo.
I simulatori sono strumenti indispensabili nel motorsport moderno, dal giovane pilota che si appresta ad entrare per la prima volte in questo mondo, alla Formula E e alla Formula 1, e gli sviluppatori di simulatori driver-in-loop continuano incessantemente ad aggiornare i loro progetti e creare una replica più accurata delle condizioni che i piloti affrontano in pista.
Dynisma, istituito nel 2017 dall’ex ingegnere di simulazione di F1 Ash Warne, ha concentrato la sua attenzione su due aree per i suoi progetti di simulatori commerciali: ridurre la latenza e ampliare la larghezza di banda per garantire che il feedback tra simulatore, pilota e ingegnere sia quanto pùi possibile reattivo.
“I simulatori di guida sono anche noti come simulatori driver-in-the-loop“, spiega Warne. “Il pilota fornisce degli input tramite volante e pedali al modello del veicolo che calcola la fisica dell’auto. I movimenti dell’auto vengono quindi restituiti al pilota dal generatore di movimento, al quale può quindi rispondere correggendo i propri input e il ciclo ricomincia, fino a quattromila volte al secondo. Se si verifica un ritardo nel processo, il pilota non guiderà l’auto in modo realistico e il test del simulatore non è valido. Consideriamo, ad esempio, la simulazione del sovrasterzo; se il generatore di movimento ritarda di 20 o 30 millisecondi prima di dire al pilota che il posteriore sta uscendo di traiettoria, quindi il pilota non può reagire in tempo e potrebbe andare in testacoda“.
Warne afferma che i simulatori della sua azienda, incluso il suo primo prodotto, DMG-1, producono una latenza compresa tra tre e cinque millisecondi, stimando che altri prodotti simili abbiano latenze prossime ai 20-30 millisecondi. Sebbene il tempo tra l’input e la risposta sia – agli occhi umani – minuscolo, la latenza può sviluppare una maggiore incertezza all’interno dei risultati visti sul simulatore.
“È fondamentale essere in grado di produrre la simulazione più accurata possibile di ciò che sta realmente accadendo“, afferma Warne. “Il guidatore e l’auto devono lavorare come un tutt’uno, sia su strada che nella simulazione. Se aggiungi il ritardo, ti ritroverai con uno scenario irrealistico“.
In Formula 1, dove i tempi sul giro in qualifica sono spesso decisi dai millisecondi, ridurre tale latenza è fondamentale per garantire che i piloti sentano che il simulatore fornisce una replica accurata di ciò che sentono in pista. Ridurre il ritardo nel feedback significa che i piloti rispondono all’auto, e viceversa, il più vicino possibile al tempo reale, piuttosto che sentire una risposta una frazione in ritardo rispetto al previsto.
Oltre a ciò, l’aumento della larghezza di banda assicura che più informazioni possano essere trasferite attraverso il simulatore al pilota, consentendo loro di sperimentare ambienti di pista più dettagliati e rappresentazioni più realistiche di dossi ed elevazione di quota.
“Se hai un modello di pista molto dettagliato, magari calcolato con una scansione laser o una scansione LiDAR, allora ci sono molte informazioni sulla definizione esatta dei dossi sulla pista e sui cordoli“, aggiunge Warne. “Le piattaforme di movimento meno recenti hanno davvero difficoltà a fornire la definizione in quel set di dati. Le nostre piattaforme di movimento hanno questa capacità di trasmettere quantità maggiori di informazioni. E questo è misurato dalla larghezza di banda. Quindi alcuni sistemi hanno una larghezza di banda di circa 20 Hz, mentre i nostri sono compresi tra 50 e 100 Hz a seconda delle condizioni operative esatte. Possiamo persino produrre frequenze oltre quel valore di soglia“.
“Consideriamo ad esempio il regime di rotazione del motore. Possiamo riprodurre il suono del motore ,sia di una monoposto, sia di un’auto stradale, direttamente attraverso il Motion Generator, e lo senti solo nel telaio, ed è un’esperienza molto coinvolgente. Oltre a ciò, ci sono altri segnali di movimento ad alta frequenza; come succede con le vetture strsdali, guidando quando il sistema ABS è abilitato, c’è quel sussulto ed è equivalente ad un’onda quadra di impulsi“.
Warne spiega che i suoi simulatori Dynisma utilizzano “un sistema di attuatori a bassissimo attrito, bassa inerzia e alta rigidità” per assistere nell’erogazione del movimento, al contrario dei cuscinetti lineari usati frequentemente altrove. Limitando l’attrito nel sistema, il simulatore sperimenta una maggiore “connessione” con un’auto. Infatti, coloro che studiano la dinamica del veicolo detestano l’effetto dell’attrito in eccesso e cercano di limitarlo usando un layout di sospensioni.
Il bilanciere si muove attraverso una forma ad arco, aiutato da cuscinetti rotanti, per fornire il movimento corretto al pilota nel simulatore. I sistemi di movimento Dynisma presentano anche una configurazione a due stadi: una che fornisce il movimento reattivo e l’altra che produce i movimenti su larga scala dell’auto. “Abbiamo quella che chiamiamo una piattaforma di movimento ad alta frequenza“, afferma Warne. “È così che ottieni il feedback il più direttamente possibile sul retro del pilota e sul suo sistema vestibolare“.
“Questa piattaforma viene accoppiata con quella che definiamo una grande piattaforma per le escursioni. Quindi questo è un simulatore imbullonato: abbiamo la nostra piattaforma ad alta frequenza mega-reattiva. E sotto, abbiamo un grande piattaforma di escursione. Questa combinazione di bassa latenza e larghezza di banda elevata è estremamente importante nello sviluppo di veicoli automobilistici, non per ultimo per la sicurezza e il comfort del conducente“.
Il nuovo simulatore della Ferrari usufruirà di tutta la tecnologia Dynisma. Infatti, con l’avvento delle normative 2022, e il numero di test in pista ridotti, il simulatore diventa estremamente importante per studiare il comportamento in pista di un’auto, ma anche far allenare i piloti. Il simulatore, perciò, deve essere in grado di garantire un feedback quanto più possibile vicino alla realtà.
Questo è particolarmente cruciale in quanto la squadra continua a cercare un ritorno nelle primissime posizioni della griglia. Sebbene la Ferrari debba continuare a fornire risultati in pista, con gran parte dell’onere del team corse di estrarre le prestazioni dalla vettura, avere il supporto di un nuovo simulatore innovativo alla base offre alla squadra un’arma molto preziosa nel suo arsenale.