В жанре гоночных игр такие инженеры, как Кейси Рингли, пользуются большим уважением и почетом, ведь для освоения этой профессии требуются годы (Кейси начал обучение еще в конце 90-х годов). Она объединяет в себе страсть к механике, глубокие познания в технике и физике, и, пожалуй, самое главное, умение «ощущать» автомобиль и его реакции на пределе. Именно благодаря этим знаниям он проектирует внутриигровые машины от самых известных автопроизводителей на планете.

Бен и Кейси

Кейси Рингли - ведущий технический специалист по автомобилям в Slightly Mad Studios. Он руководит процессом проектирования автомобилей на всех стадиях производства. Другими словами, создает их, а затем обеспечивает их правильное поведение.

Создание автомобиля для современного симулятора - это больше, чем просто ввод готовых чисел в физический движок. Независимо от того, насколько точен движок, всегда есть частичка человеческой души, необходимая для того, чтобы машина вела себя именно так, как это происходит в реальном мире. Разумеется, это же относится и к гоночным трассам, созданным с использованием технологии лазерного сканирования. Вы можете отсканировать трассу, чтобы убедиться, что она соответствует оригиналу из реального мира почти до миллиметра, но только опытный пилот может точно определить, почему в одном повороте будет немного меньше сцепления, чем на остальной части трассы.

Ближе к релизу Project CARS 2 была выпущена серия видеороликов #BuiltbyDrivers, рассказывающая о тесном сотрудничестве между автопроизводителями, пилотами, шинниками и разработчиками. В случае с Project CARS 2 пилоты не просто одобрили конечный продукт. Такие новые дисциплины, как ралли-кросс, требуют постоянного привлечения профессионалов, которые помогут направить инженеров, вроде Кейси, к непревзойденной точности результата.

Команде инженеров Slightly Mad Studios необходимо все сделать правильно, чтобы заставить автомобиль вести себя в игре так же, как в реальной жизни. Настолько точно, что многие гонщики используют симуляцию SMS для тестирования в реальных гонках. Вот как работает этот процесс...


Подвеска

Хорошей отправной точкой для создания любого автомобиля является взгляд на геометрию подвески. В случае с современными автомобилями, мы часто получаем подробные модели CAD от наших партнеров. Все необходимые данные из этих моделей могут быть перенесены непосредственно в нашу динамическую модель подвески. Подобная точность позволяет нам быть уверенными в том, что такие вещи, как поперечный (KPI) и продольный (Caster) угол наклона оси поворота, центры крена и т.д., а также их изменение с учетом хода подвески - все соответствует поведению настоящего автомобиля.

Геометрия рулевого управления здесь также играет непосредственную роль в расчете сил, которые передаются на игровой руль через обратную связь (FFB), давая игрокам почувствовать, как реагирует автомобиль. Так что это ключевая область внимания и основа того, что позволяет отличить в повороте заднеприводный прототип от переднеприводного туринга.


Настройки подвески

Эти данные как правило мы получаем от производителей. К примеру, омологационные формы для современных машин GT3 включают предостаточно информации, включая характеристики пружин, графики зависимости силы амортизатора от скорости и размеры стабилизатора поперечной устойчивости. Эти данные вносятся напрямую в нашу модель, либо легко аппроксимируется для соответствия реальной машине с учетом всего диапазона возможных настроек.


Шасси

Наиболее важными аспектами самого шасси являются масса, центр масс и моменты инерции на каждой оси. Первое относительно просто измерить на реальной машине, а вот измерение момента инерции является гораздо более сложной задачей.

Для точного измерения требуется большая поворотная платформа и установка автомобиля без жидкостей и с жесткой подвеской для устранения динамических эффектов - все это наряду со сложной калибровкой испытательной установки для получения точных значений.

Все это довольно нетривиальная задача и, хотя мы иногда получаем такие данные, бывает это очень редко. Намного более распространенный подход, и тот, который используем мы, состоит в том, чтобы разбить автомобиль на семь или восемь компонентов, чтобы их размер и масса создавали разумное приближение к известным характеристикам и размерам реального автомобиля. Результат этого подхода может быть очень близок к измерениям момента инерции на реальном автомобиле.

Другим немаловажным элементом шасси является топливный бак, который играет значительную роль в управлении автомобилем. Современные конструкторы гоночных автомобилей уделяют первостепенное внимание расположению топливного бака, стараясь расположить его как можно ниже и как можно ближе к центру тяжести, так чтобы управляемость существенно не изменялась при сгорании топлива на дистанции.

Однако проектирование гоночных автомобилей, конечно же, не является точной наукой, поэтому всегда можно встретить такие невероятные экземпляры как Aston Martin DBR1, топливный бак которого установлен совершенно не так, как это принято делать сегодня - огромная цистерна на 182 литра подвешена далеко позади над задней осью. Таким образом, распределение веса в этом автомобиле изменяется от 40:60 до 50:50, в зависимости от загрузки топливом, поэтому динамика шасси значительно изменится в долгосрочной перспективе. Получение такой точности в наших смоделированных автомобилях жизненно важно не только для нас, но и для наших партнеров-автопроизводителей.


Двигатель и коробка передач

Графики с динамометрических стендов - это золотой стандарт для создания модели двигателя. Мы используем их, когда это возможно, для получения точной кривой крутящего момента, а затем слегка калибруем под известный уровень мощности (поскольку все динамометры имеют некоторый встроенный калибровочный коэффициент и ставят своей задачей построить именно кривую крутящего момента, получая ее в относительных величинах, а не в абсолютных).

Наша модель двигателя работает на объемной системе, т.е. в зависимости от количества воздуха, проходящего через нее, поэтому настройка системы впуска - это следующий шаг, обеспечивающий правильную реакцию на нажатие педали газа. Также пристальное внимание уделяется правильной работе систем, ограничивающим доступ воздуха в двигатель (рестрикторов).

Двигатели с турбонаддувом используют график давления наддува, построенный для всего диапазона оборотов двигателя, что особенно важно для современных гоночных автомобилей, поскольку баланс производительности в значительной степени достигается за счет контроля того, какое давление турбокомпрессора можно использовать при различных оборотах. Это гарантирует, что и уровень мощности, и отклик дроссельной заслонки являются правильными - то, что не очень нравится некоторым из наших испытателей, когда мы точно моделируем турбо-лаг, свойственный некоторым монстрам начала 70-х (прим. Бен Коллинз жутко ненавидит турбо-лаг в старинных мускул-карах)!


Гибрид

Наша гибридная система, по существу, добавляет электродвигатели параллельно к двигателю внутреннего сгорания. Мы задаем ей основные характеристики, такие как максимальный крутящий момент и выходная мощность, емкость батареи, характеристики зарядки и т.д., а затем подключаем ее к трансмиссии для помощи в управлении автомобилем.

Современная стартовая решетка LMP1H представляет собой настоящий вызов в этом отношении, главным образом потому, что большая часть технологий «совершенно секретна». Тем не менее, регламент диктует достаточно подробностей (например, максимальную выходную мощность, общую энергию на круг в Ле-Мане), что позволяет нам перепроектировать системы на основе бортовой телеметрии и получить максимально точную игровую модель. Здесь нельзя не отметить наши рабочие отношения с автопроизводителями: они рады поделиться подробной информацией, но некоторые гоночные технологии всегда будут оставаться в секрете, иногда даже спустя годы после того, как автомобиль будет снят с соревнований.


Трансмиссия

Наша модель трансмиссии представляет собой модульную систему, в которой каждый элемент автомобиля, от коленчатого вала двигателя до колес, собран из ряда строительных блоков: сцепления, дифференциалов, подшипников, коробок передач, тормозов, муфт, валов и т.д.

Каждый компонент каждого автомобиля имеет инерцию, жесткость и демпфирующие свойства. Учитываются и различные типы дифференциала (повышенного трения, вязкостный, блокированный). В простом виде это можно смоделировать так:

Двигатель -> Сцепление -> Коробка передач -> Приводной вал -> Дифференциал -> Мосты -> Тормоза -> Колеса

Сложный полноприводный автомобиль может передавать момент от коробки передач через межосевой дифференциал. При этом один вал межосевого дифференциала соединен с другим дифференциалом на передней оси, а другой вал проходит через разъединитель, активируемый ручным тормозом, до третьего дифференциала на задней оси. Наша система позволяет совершенно произвольно проектировать модели трансмиссии, используя столько конструктивных блоков, сколько необходимо для подключения двигателя к колесам. Это позволяет нам создавать точные модели для всего - от среднестатистического переднеприводного хэтчбека до Lotus 56 с газотурбинным мотором и полным приводом, а также Ford Bronco «Brocky» с раздаточной коробкой, которая может переключаться между полным и задним приводом.


Аэродинамика

Когда нам очень везет, справочные данные автомобиля включают полную аэродинамическую карту, показывающую, как он реагирует на изменение высоты дорожного просвета и изменение настроек в отношении лобового сопротивления, прижимной силы и центра давления. Задача состоит в том, чтобы сопоставить поведение в нашей системе, которая состоит из 8 отдельных аэроэлементов, каждый из которых имеет уникальную реакцию на изменение настроек, высоту дорожного просвета, наклон шасси, эффекты рыскания и не поступательное движение.


Шины

Обычно при разработке автомобиль начинает свой путь на «донорских» шинах от схожего автомобиля. Когда другие элементы встают на свои места, фокус смещается на конструкцию шины, чтобы каркас соответствующим образом реагировал на вертикальные и поворотные нагрузки. Мы следим за отклонениями в модели и меняем конструкцию боковин и протектора, чтобы величина этих отклонений была в правильном диапазоне, а шины вели себя в соответствии со своей конструкцией, будь то радиальный корд, диагональный или гибридный. После этого составу резины задаются адгезионные, термические и износостойкие свойства. Этот процесс повторяется несколько раз для уточнения деталей, пока все аспекты производительности не будут соответствовать реальным данным настолько близко, насколько это возможно.