Bonjour Giktayms! Je vous présente la traduction de l'article "
Une brève histoire de l'informatique en Formule 1 ".
Aujourd'hui, les équipes de Formule 1 utilisent des milliers d'ordinateurs de pointe pour mesurer, contrôler, analyser et simuler tous les aspects des voitures utilisées dans le Grand Prix. Le développeur de logiciels de l'équipe McLaren, Chris Alexander, a détaillé l'histoire de la technologie informatique dans le sport.De l'électronique embarquée spéciale aux innombrables serveurs virtuels des centres de données du monde entier, les ordinateurs se sont répandus dans tous les aspects de l'ingénierie de la Formule 1. Mais comment la technologie y est-elle parvenue? Comme la nature du sport, le voyage des ordinateurs en Formule 1 est une histoire de vitesse et de puissance.
Années 50. Comme vous pouvez l'imaginer, les premières années de la Formule 1 n'ont pas été fortement affectées par le développement de la technologie informatique. En fait, la Coupe du monde a commencé en 1950 et le premier ordinateur n'a été inventé qu'un an plus tôt. Le calculateur automatique de stockage électronique à retardement
(EDSAC) , comme on l'appelait, a été construit à l'Université de Cambridge et a été programmé avec du ruban perforé à cinq trous. En raison de l'utilisation de technologies primitives, il a pris autant de place que deux McLaren MP4-31, et il lui a fallu plusieurs heures pour terminer le programme le plus simple!
Années 60. Les machines de Formule 1 continuaient à être constituées uniquement de dispositifs mécaniques conçus sur des planches à dessin traditionnelles par des ingénieurs de grande envergure, qui étaient armés de crayons mécaniques et d'ensembles inhabituels de dirigeants français.
Lorsque Bruce McLaren et Denny Halm ont piloté des voitures McLaren à la fin des années 1960, le pilote était un outil clé dans l'analyse des performances de la machine. Une simple erreur du pilote, ou une erreur de calcul dans sa compréhension de ce que la voiture lui «dit», pourrait facilement résulter d'une sortie de course.
Par exemple, en 1967 au Grand Prix de Monaco, Bruce a fait un arrêt au stand, croyant à tort qu'il avait besoin de faire le plein; Jack Brabham a souligné son erreur. De retour au combat, il a finalement terminé quatrième.
Dans les voitures de Formule 1 modernes, des milliers de paramètres sont mesurés chaque seconde, les ingénieurs sur la piste et sur la base peuvent analyser les problèmes de la machine, sans avoir besoin d'un arrêt au stand.
Années 1970. C'était jusque dans les années 1970, lorsque les progrès dans le développement de composants électroniques et de microprocesseurs ont contribué à l'introduction de ce que nous appelons aujourd'hui un micro-ordinateur. Cela s'est produit en 1975, lorsque McLaren a introduit la télémétrie pour la première fois - la collecte de données sur la voiture, et ce n'était pas en Formule 1, c'était le mérite de l'équipe d'Indikar. 14 types de données de véhicules différents ont été collectées et pourraient être déchargées dans le garage. Pour une meilleure compréhension, il s'agit de la même quantité de différents types d'informations qu'un smartphone moderne sur son environnement peut supprimer.
Années 80. Dans les années 80, parallèlement à l'essor des ordinateurs personnels, une amélioration significative de la technologie électronique embarquée a commencé. Étant donné que les systèmes électroniques et analogiques sont devenus plus légers, plus petits et plus puissants, les aspects clés de tout équipement installé sur les voitures de Formule 1 ont été utilisés par les équipes, et en particulier les fabricants de moteurs, pour réaliser des systèmes plus complexes.
La première électronique a été utilisée pour effectuer des tâches de contrôle, en plus de la télémétrie, afin d'améliorer la fiabilité et le fonctionnement de la voiture. Ces systèmes de contrôle sont les précurseurs des systèmes que vous pouvez trouver dans votre machine moderne. Ils ont contribué à améliorer l'efficacité et la fiabilité du moteur en effectuant des diagnostics et un suivi.
En Formule 1, les premiers types de ces systèmes électroniques n'étaient qu'à bord, leur inconvénient était le manque de capacité à transférer des données vers le garage. Au lieu de cela, les techniciens devaient télécharger les données de la mémoire embarquée uniquement lorsque la voiture était dans le garage. Initialement, il n'y avait que suffisamment de mémoire pour un tour, le pilote a donc reçu un signal supplémentaire pour activer la télémétrie pour le tour sélectionné et les données de la voiture ont été prises lors du retour au garage. Les grands ordinateurs montés en rack ont commencé à occuper de l'espace dans les garages, à côté des outils mécaniques conventionnels.
Ce sont ces étapes qui ont marqué le début de l'ère de l'information en Formule 1.
Des systèmes de contrôle électronique du moteur sont également apparus au début des années 80. Lorsque McLaren a introduit le moteur TAG Turbo pour le
MP4 / 1E en 1983, il était équipé d'un système Bosch avancé qui combinait le contrôle du carburant et l'allumage en même temps. Cela a permis à l'électronique de contrôler la puissance, la maniabilité et la consommation de carburant à un degré bien supérieur à ce qui était possible auparavant.
La consommation de carburant est un problème important qui doit être résolu. En 1985, les voitures étaient limitées à 220 litres de carburant sans faire le plein; en 1986, ce chiffre a été réduit à 195 litres, ce qui signifie que l'utilisation précise et efficace du carburant est devenue extrêmement importante.
La
MP4 / 2B de 1985 a été la première voiture McLaren à être équipée d'un lecteur électronique de carburant restant dans le cockpit. En utilisant cette technologie, Alain Prost a été le premier à franchir la ligne d'arrivée au Grand Prix de Saint-Marin, après qu'Ayrton Senna soit allé à Lotus et Stefan Johansson à Ferrari, qui étaient en tête, mais ils ont manqué de carburant (plus tard Prost a été disqualifié quand il s'est avéré que sa voiture avait une masse inférieure à la normale).
Cependant, le système n'était pas fiable. On sait que Prost a négligé tous les avertissements et a remporté son deuxième titre mondial à Adélaïde en 1986, malgré le fait que l'indicateur de carburant était à la marque rouge. Heureusement pour le Français, l'indicateur était faux!
On sait que dans tous les éléments de la Formule 1, la vitesse est le facteur le plus important et attendre que les données réelles soient téléchargées depuis la machine prenait trop de temps. Dans la seconde moitié des années 80, les premiers flux de données sont devenus disponibles dans le garage avant le retour de la voiture dans la voie des stands.
C'était un boom de télémétrie - la voiture pouvait utiliser des signaux radio pour transmettre des données clés sur le passage de chaque cercle au garage. Ces petits échantillons d'informations ont été mis à la disposition des ingénieurs quelques minutes avant que la voiture ne rentre dans le garage, après quoi l'image complète des données enregistrées est devenue claire.
Les années 1990. Malgré les progrès réalisés par le sport au cours des 40 premières années, ce sont les années 1990 qui sont devenues l '«explosion» des capacités informatiques - à la fois sur la machine elle-même et dans toute l'équipe.
En 1993, l'essor de l'informatisation a contribué à l'utilisation de la technologie "contrôle actif" des machines. C'était une époque où l'on utilisait encore plus de systèmes électroniques de commande que dans les voitures modernes: la suspension active augmentait la stabilité des machines; la direction assistée a aidé le pilote; le servofrein a amélioré la traction dans les virages et le système de contrôle de la traction a facilité la sortie la plus douce des virages.
Il est devenu nécessaire de collecter beaucoup plus de données de la machine et de les analyser avec une fréquence plus élevée qu'auparavant. Ce travail a été confié à un certain nombre d'ordinateurs plus puissants et plus rapides. Avec la croissance des technologies embarquées, la technologie de chargement et de déchargement des données dans le garage a commencé à progresser. À leur tour, les systèmes informatiques des usines sont devenus plus grands et plus rapides.
Alors que la réglementation de l'utilisation des technologies d'assistance dans les voitures a commencé, le sport a contribué à l'utilisation accrue des ordinateurs dans d'autres domaines. Le début de la restructuration du sport a été marqué.
De nos jours, la Formule 1 repose sur l'utilisation d'Internet pour tout transmettre - de la télémétrie à la télévision - dans le monde entier, à une vitesse dix fois plus rapide que la connexion domestique habituelle.
Dans les années 60, alors que les systèmes électroniques commençaient tout juste à être utilisés en Formule 1, Internet n'avait pas encore été inventé; en 1969,
ARPANET , le premier réseau à grande échelle, a connecté quatre ordinateurs dans des universités américaines. Selon les normes actuelles, ce réseau était si lent qu'il faudrait plus de cinq heures pour transférer un fichier musical de trois minutes d'une machine à une autre.
En 2018, vous pouvez transférer la même quantité de données du circuit du Grand Prix d'Australie au McLaren Technology Campus en seulement cent secondes!
En raison de la limitation du nombre de personnes autorisées à assister aux événements et du nombre d'équipements pouvant être transportés dans le monde, les équipes d'ingénierie de chaque base ont désormais accès aux mêmes données que leurs collègues de piste.
Les données de télémétrie sont transmises en temps réel lorsque la voiture est sur la piste, ce qui donne aux ingénieurs la possibilité de travailler ensemble pour analyser les informations collectées, ainsi que de partager des données entre l'usine et la piste. La vitesse dans ce processus est très importante pour collecter autant de données utiles que possible pour les séances d'entraînement courtes mais intenses qui ont lieu avant le Grand Prix.
Les ordinateurs utilisés dans la Formule 1 moderne sont sans aucun doute l'un des meilleurs.
Les ordinateurs portables ultra-portables permettent aux ingénieurs d'accéder aux données, aux outils de modélisation et d'analyse nécessaires pour optimiser les performances de la machine pour le prochain événement. Les postes de travail hautes performances permettent aux équipes basées sur le système de traiter rapidement des situations modulées complexes à l'aide de données provenant de diverses sources. Un logiciel spécial tel que
SAP HANA permet aux ingénieurs de traiter des milliers de cercles de données en récupérant des informations qui peuvent aider à améliorer les performances d'une voiture de week-end de course.
En outre, des grappes de matériel spécialement conçues - des groupes de dix à des centaines d'ordinateurs qui travaillent ensemble sur des problèmes mathématiques complexes - des systèmes CFD utilisés pour améliorer la composante aérodynamique de la voiture, ainsi que pour utiliser un simulateur qui vous permet de développer la voiture lorsque le conducteur n'est pas sur la piste .
En plus des ordinateurs physiques, toutes les équipes utilisent le cloud computing: contrairement aux ordinateurs traditionnels, les ordinateurs cloud sont entièrement virtuels, ils travaillent dans d'énormes centres de données situés dans le monde entier et leur accès est obtenu via Internet.
Lorsqu'une équipe d'ingénieurs doit résoudre un problème complexe ou analyser de grandes quantités de données, le cloud peut fournir des milliers de ces ordinateurs virtuels pour résoudre rapidement le problème. Cette technologie offre une vitesse et une bande passante incroyables avec une puissance de calcul non comparable aux ordinateurs d'une usine ou d'une piste. De plus, des connexions spéciales peuvent être organisées via Internet, ce qui permet un transfert de données à haute vitesse entre l'équipe et les serveurs cloud, ainsi qu'une protection de première classe pour les informations sensibles.
Les ingénieurs de Formule 1 utilisent des logiciels spéciaux sophistiqués que l'on ne trouve pas sur les ordinateurs personnels et de bureau.
Chez McLaren, nous avons développé notre propre plate-forme d'analyse et de modulation des données qui donne à chaque ingénieur de l'équipe un accès aux données du système. Cette plate-forme combine l'accès à une grande variété de données, des voitures sur la piste du Grand Prix, aux cercles passés par nos pilotes d'essai sur le simulateur; des données aérodynamiques générées dans un tunnel aérien aux tests d'équipements spécialisés pour les composants individuels de la machine, tels que l'embrayage ou les freins.
Étant donné que toutes ces données sont accessibles de la même manière, de nouveaux outils de recherche et d'analyse peuvent être facilement développés pour les besoins d'urgence qui peuvent apparaître dans l'environnement en évolution rapide de la Formule 1. Cette plate-forme fournit également une base solide pour de nombreuses applications spécialisées et hautes performances. Conçu pour des disciplines d'ingénierie spécifiques. Presque tous les groupes d'ingénierie de l'équipe - des suspensions, freins et châssis aux ingénieurs de course - ont leur propre ensemble d'outils logiciels qui les aident à analyser les données les plus importantes pour eux.
L'utilisation des ordinateurs en Formule 1 a changé le visage du sport et a apporté une contribution incommensurable au processus d'ingénierie du développement de voitures rapides. Les équipes continuent de repousser les limites des technologies de modulation, de développement et d'analyse et de courir avec des machines correctement réglées et optimisées.
La Formule 1, comme la technologie informatique et les logiciels qui y sont utilisés, se développe à une vitesse énorme pour répondre aux tâches en constante évolution de la conception et de l'ingénierie.