Des tests simulés entraînent Hendrick Motorsports dans Victory Lane
L’ingénieur en simulation HA Mergen décrit le processus de test NASCAR de Hendrick.
La simulation est devenue un outil de plus en plus précis et précieux pour les équipes de course ces dernières années, mais la pandémie a rendu les tests virtuels encore plus utiles car les équipes ont eu moins accès aux opportunités de tests sur piste physique.
L’année prochaine, NASCAR passera de sa formule de règles actuelle à une toute nouvelle voiture appelée la voiture «Next-Gen», et les préparatifs pour la mise en service de ces voitures reposeront également fortement sur la simulation.
L’ingénieur HA Mergen au cours d’une phase antérieure de sa carrière lorsqu’il se rendait chaque week-end sur la piste de course avec l’équipe.
Lorsque NASCAR a repris la course après sa pause induite par la pandémie l’été dernier, la solution de la série pour maintenir la distance sociale consistait à faire courir les équipes sur des pistes à une courte distance en voiture du centre sportif de Charlotte, en Caroline du Nord.
Les équipes sont arrivées sur la piste de Darlington Raceway en Caroline du Sud, ont fait sortir les voitures des transporteurs (« transporteurs » dans le jargon NASCAR) et ont effectivement conduit les voitures directement sur la piste pour la course afin qu’elles puissent faire leurs bagages et rentrer à la maison le même jour. . Cet accent mis sur la réduction de l’exposition potentielle à Covid signifiait que les équipes et les pilotes ne bénéficiaient pas de l’avantage habituel de s’entraîner et de se qualifier avant la course pour régler les paramètres des voitures en fonction de la piste, des conditions et des préférences du pilote.
Sans véritables essais ou entraînements, les équipes configurent leurs voitures à l’aide de données obtenues à partir de simulations de la piste. « Il y a un an, nous sommes allés à Darlington et avons couru sans entraînement », se souvient HA Mergen, ingénieur en simulation pour Hendrick Motorsports.
Tant de problèmes peuvent survenir lorsque la multitude de réglages de la voiture est mal réglé que les voitures peuvent être totalement non compétitives ou potentiellement dangereuses. Avoir la bonne hauteur de caisse, le réglage de l’amortisseur et les réglages du vérin de poids sont cruciaux pour que les voitures réagissent comme prévu lorsque le drapeau vert s’agite et que le champ se charge à l’avant directement vers l’inclinaison. « Ils sont tous descendus au premier virage et ils n’ont eu aucun problème », a déclaré Mergen. « Les séparateurs n’ont pas touché la piste de course », à cause de la hauteur de caisse trop basse ou des amortisseurs trop mous, a-t-il ajouté. « Toutes les équipes ont suffisamment rapproché leurs réglages pour pouvoir les piloter. »
Les tribunes étaient vides ce jour-là, mais les fans qui regardaient à la maison à la télévision n’ont probablement pas apprécié à quel point la préparation habituelle avait eu lieu, et pourtant la course s’est déroulée comme d’habitude. Sans simulations, quelques équipes avec de solides antécédents de visites précédentes à Darlington et avec des pilotes qui ont effectué de nombreux tours sur la piste auraient pu être compétitives.
Mais d’autres équipes, avec moins d’expérience à leur disposition, auraient lutté puissamment. La plupart se seraient probablement retrouvés avec la «rayure Darlington» sur le côté droit de leur voiture à la suite d’un glissement latéral du mur sortant des virages serrés de la piste.
Des équipes comme Hendrick font deux types de simulations différents. L’un est les modèles virtuels qu’ils construisent de leurs voitures pour produire des cartes aérodynamiques, des informations sur la conformité des véhicules et estimer les performances des pneus.
L’autre type de test, appelé test « Driver-in-the-Loop » (DIL), place un pilote dans une maquette physique de la voiture de course pour tester les différents changements de configuration en personne sur une piste virtuelle.
Pour le premier type de travail de simulation, Hendrick emploie « un assez grand groupe » pour programmer le logiciel, qui est utilisé par environ 75 « clients » au sein de l’équipe. Hendrick utilise le laboratoire de modélisation dynamique de Dassault Systèmes (Dymola) pour construire ses simulations.
La numérisation précise des nombreuses pièces de la voiture prend du temps. « Cela a pris des années à faire », a noté Mergen. « Vous devez capturer tous les paramètres physiques de la voiture, la géométrie de la suspension, les bras de commande, les axes, tous ceux-ci sont répliqués. »
Avec le passage à la voiture Next-Gen, le modèle de véhicule de Hendrick sera obsolète, donc l’équipe en construit un nouveau pour la voiture de l’année prochaine. « [Simulation] va être très précieux », a affirmé Mergen. « Les équipes qui font le mieux avec leur sim ; vous les verrez une tête et des épaules au-dessus du reste l’année prochaine. Pour nous, c’est recommencer.
La voiture d’essai de force de roue Chevrolet SS sur la bonne voie à l’Indianapolis Motor Speedway.
Les équipes recueillent des données pour valider les modèles en testant des voitures de course instrumentées. L’un des principaux outils d’acquisition de données est l’utilisation de capteurs de force de roue. « Vous pouvez voir quand vous regardez les roues que ce ne sont pas les roues traditionnelles que vous nous voyez courir chaque semaine », a souligné Mergen. « Ces roues ont six cellules de charge et nous capturons en fait toutes les forces et tous les moments qui sont générés à la [tire’s] patch de contact et être retransmis dans la voiture.
Un total de 24 capteurs de force de roue fournissent une montagne de données, et cela est pris en charge par d’autres capteurs sur la voiture. « Nous avons également des capteurs de glissement à chaque coin de la voiture, qui nous permettent de mesurer comment la voiture glisse sur la piste et nous utilisons toutes ces données pour déterminer ce que font les pneus sur la piste. Nous prenons ensuite ces données et nous les utilisons dans nos simulations. »
Pour la simulation DIL, les équipes NASCAR s’appuient sur des simulateurs de véhicules exploités par les constructeurs automobiles. Hendrick est aligné avec General Motors et utilise le simulateur de véhicule de cette société qui est situé à Huntersville, NC « Il est partagé par toutes les équipes GM », a déclaré Mergen. « C’est en fait divisé entre NASCAR, IndyCar et l’équipe de voitures de sport Corvette. »
Le simulateur de véhicule Driver-in-the-Loop de General Motors intègre l’intégralité de la cabine d’une voiture de course sur une plate-forme mobile.
« [Looking at the photos], vous pouvez voir qu’il y a un cockpit complet dans lequel le conducteur est assis et que l’écran s’enroule tout autour de lui, il est donc complètement immergé. Après des années d’écriture de code pour le travail de simulation interne, Mergen dirige maintenant l’utilisation par Hendrick du simulateur GM DIL. « Votre dernier outil pour vous rendre sur la piste de course est la simulation », a-t-il déclaré. « Il est très utile pour nos gars de déterminer la hauteur de roulement de la voiture, l’équilibre de la voiture et le carrossage afin de ne pas trop user les pneus. »
«Nous allons dans ce simulateur et nous y mettons le pilote. Il dit « Bon » ou « Pas bon, apportez des modifications ». Je pense que cela a été très précieux.
En plus d’être précieux, le simulateur DIL ressemble à la meilleure version au monde du jeu de course d’arcade Daytona USA, alors quel fan n’aimerait pas l’essayer ? Mergen a.
« En fait, j’ai eu la chance de pouvoir conduire le simulateur », a-t-il admis. « Je vais vous dire que ce n’est pas facile et que ces gars-là sont beaucoup payés parce que ce genre de choses est difficile et qu’ils sont en fait très bons dans ce qu’ils font. »
