كيف يستخدم السباق الجوي البيانات لتحسين السلامة والترفيه

منذ فجر حذاء الجري، لعبت التكنولوجيا دورًا رئيسيًا في تطور الرياضة ربما لا يوجد تآزر أكبر بين التكنولوجيا وألعاب القوى من اندماج الإنسان والآلة الموجود في رياضة السيارات. وتمثل بطولة العالم لسباق ريد بُل الجوي المثال الأبرز على ذلك، حيث لا تقتصر أهمية التكنولوجيا على كيفية يتم تصميم الطائرات، ولكن أيضًا كيفية الحكم على المتنافسين، وكيف يشاهد المتفرجون الحدث، وكيف يعود الطيارون بأمان إلى الطائرة. أرضي.

تم تجهيز كل طائرة بنظام أدوات الطيران الإلكتروني، أو EFIS، الذي ينقل بيانات القياس عن بعد إلى القضاة والفنيين ومشغلي الكاميرات على الأرض. منذ عودة الرياضة في عام 2014 بعد توقف دام ثلاث سنوات لتحسين السلامة، كان ألفارو باز نافاس مودرونيو هو الشخص المسؤول عن الإشراف على تركيب وتشغيل أجهزة EFIS. تساعد بيانات القياس عن بعد على ضمان طيران الطيارين ضمن القواعد أثناء محاولتهم دفع طائراتهم خفيفة الوزن إلى الحد الأقصى.

بصفته المدير الفني الرياضي، يسافر نافاس مع سباق ريد بول الجوي إلى كل سباق - وهي رحلة عالمية ستأخذه هذا العام من أبوظبي إلى إنديانابوليس مع ست محطات إضافية بينهما. قبل انضمامه إلى Red Bull Air Race، عمل في الشركة التي تزود وحدات EFIS وقضى بعض الوقت في تصميم أنظمة الطيار الآلي للمركبات الجوية بدون طيار (UAVs). باختصار، هو يعرف ما يتحدث عنه. تحدثت معه Digital Trends مؤخرًا حول كيفية استخدام Red Bull Air Race لبيانات القياس عن بعد للتحكيم والترفيه، وهي محادثة كادت أن تترك رؤوسنا تدور.

على عكس سباق السيارات، الحكم على السباق الجوي أكثر تعقيدًا. حتى المهمة التي تبدو بسيطة، وهي توقيت المنافسين، تتطلب حلاً أكثر تعقيدًا. يتضمن الإعداد المعتاد في السيارات جهاز إرسال واستقبال في السيارة يطلق إشارة على كابل تحت الأرض عند تقسيم التوقيت وخط النهاية، وهو نظام يوفر أوقاتًا دقيقة للغاية.

وأوضح نافاس: "لا يمكننا استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال لأن الطائرات يمكن أن تطير في مواقف مختلفة، وبالتالي فإن إشارة الإطلاق لن تكون حادة بما فيه الكفاية، وبالتالي تقليل الدقة". "نحن نستخدم عمليات المسح الخطي استنادًا إلى تقنية الليزر وكاميرات الصور المخصصة التي تلتقط ما يصل إلى 10000 إطار في الثانية."

لكن التوقيت ليس سوى جزء واحد من المعادلة. كما هو الحال في سباقات السيارات، من الممكن أن يتم فرض عقوبات في السباقات الجوية التي ستجعل الحكام يتأخرون ثانية أو ثانيتين عن زمن الطيار. تعتبر القواعد فريدة من نوعها بالنسبة للسباقات الجوية وهي دقيقة للغاية لدرجة أنه لا يمكن تطبيقها إلا من خلال بيانات القياس عن بعد الدقيقة، حيث سيكون من المستحيل القيام بالقدرة على تأكيد الامتثال بصريًا في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، تنص قاعدة المستوى غير الصحيحة على أن الطائرات يجب أن تمر عبر البوابات وأجنحتها ضمن 10 درجات من المستوى. حتى مراقبة بقاء الطيار داخل حدود المسار يتطلب بيانات دقيقة لتحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) - وهي مهمة مهمة لأن عبور خط الأمان يؤدي إلى استبعاد فوري (DQ).

ولكن ربما تكون القاعدة الأكثر إثارة للاهتمام هي القاعدة التي تحد من قوة الجاذبية. يُسمح للطيارين بسحب ما يصل إلى 12 جيجا في المنعطفات عالية السرعة، ولكن لا يمكن إيقاف أي شيء يزيد عن 10 جيجا لمدة 0.6 ثانية فقط. إذا احتفظ الطيار بها لفترة أطول، أو تجاوز 12 جيجا على الإطلاق، فهذا يعني أنه "لم ينته (DNF)".

بالنسبة لأولئك الذين ليسوا على دراية بهذا المفهوم، فإن G واحد يساوي قوة سحب الجاذبية الأرضية. إذا كان وزنك 180 رطلاً عند جرام واحد، ستشعر وكأن وزنك 1800 رطل عند 10 جرام.

لا يمكننا معرفة سبب رغبة أي شخص في الحفاظ على دوران أعلى من 10 جيجا لأي فترة من الوقت، ولكنه مجرد جانب آخر من جوانب السباق لطياري سباق ريد بُل الجوي. الأسباب وراء قاعدة الحد الأقصى البالغة 12 جيجا بسيطة: الأمر كله يتعلق بالسلامة. إن قوى الجاذبية القصوى لا تؤثر فقط على جسم الإنسان، بل يمكن أن تعرض الطائرة للخطر.

كما أوضح نافاس: "10G هو الحد الأدنى بناءً على هيكل الجناح. أي شيء يزيد عن 10 جيجا ولكن أقل من 12 جيجا لديه حد زمني صارم يبلغ 0.6 ثانية لضمان عدم تعرض الهيكل للخطر. إذا تجاوز الطيار 12 جيجا، فإنه يتلقى DNF ويجب فحص هيكل الطائرة بدقة قبل أن يتمكن من الطيران مرة أخرى.

يوفر نظام EFIS كل ما يحتاجه الحكام لمراقبة رحلة معينة. يتم إرسال البيانات المتعلقة بموقف الطائرة (الانحراف، والانعراج، والتدحرج)، والسرعة، وقوى الجاذبية، وموقعها في الفضاء ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي إلى مكان السباق. وهذا يساعد في الحفاظ على المنافسة عادلة وصادقة، والأهم من ذلك، آمنة.

ولكن يتم استخدام كل بيانات القياس عن بعد هذه أيضًا لجعل الرياضة أكثر ملاءمة للجمهور وأكثر إثارة للمشاهدة. تمامًا كما هو الحال في ألعاب الفيديو، يمكن للمعجبين رؤية الطيارين يتنافسون ضد "طائرة الأشباح" للقائد، والتي تم إعادة إنشائها من بيانات القياس عن بعد المحفوظة ومتراكبة على الفيديو المراقبين في الوقت الحقيقي.

وقال نافاس: "لجعل كل هذا يعمل بشكل صحيح، هناك الكثير من التكنولوجيا والعمل ليس فقط على الطائرة، ولكن أيضًا على الكاميرات". بينما يتم تغطية الحدث من خلال زوايا عديدة، بما في ذلك الكاميرات الموجودة على متن الطائرات، لا يمكن إدراج الطائرة الشبحية في خلاصات الفيديو إلا من اثنتين كاميرات محددة على الأرض تسمى “الكاميرات الافتراضية”. تحتوي هذه الكاميرات على معدات خاصة لتتبع القياس عن بعد الخاص بها (في هذه الحالة، الموضع، والتحريك، والإمالة، والتكبير). يمكن لمشغلي الكاميرات أيضًا رؤية الطائرة الشبح في شاشاتهم، ومن خلال بيانات القياس عن بعد المجمعة الطائرة والفيديو، فإن أي حركة للكاميرا ستؤثر على موضع الطائرة الشبحية داخل إطار. يتيح ذلك للمشغلين إمكانية التصغير أو ضبط سرعة التحريك للحفاظ على كل من الطائرة الشبح وطائرة السباق النشطة معًا في اللقطة.

إذا كان هذا يبدو معقدًا بشكل لا يصدق، فهذا لأنه كذلك. يصل نافاس والفرق الفنية التي يشرف عليها قبل سبعة أيام من السباق لبدء إعداد واختبار نظام EFIS والأنظمة ذات الصلة. على مر السنين، أدت الخبرة إلى إدراج أنظمة زائدة عن الحاجة، حيث تحمل كل طائرة الآن صندوق استشعار ثانوي يعمل كنسخة احتياطية في حالة فشل الجهاز الرئيسي. النسخة الاحتياطية ليست مناسبة للاستخدام في نظام الطائرة الشبح، لكنها لا تزال دقيقة بما يكفي لاستخدامها في الحكم.

وقال نافاس: "قبل ذلك، إذا فشل أي نظام للقياس عن بعد، لم يكن لدينا إمكانية الحكم على أحد اللاعبين". الآن، إذا تعطلت الوحدة الرئيسية، فإن الشيء الوحيد المفقود هو صورة الطائرة الشبح. وأضاف بضحكة قصيرة: "لقد أصبحت وظيفتي أسهل بكثير".

وسيتوجه نافاس بعد ذلك إلى سان دييغو للمشاركة في السباق الثاني لموسم 2017 يومي 15 و16 أبريل، ومن المفترض أن يكون على متن سفينة. طائرة كبيرة ومريحة حيث يمكنه احتساء مشروب بشكل عرضي دون القلق بشأن التحول المفاجئ إلى 10 جيجا مستمر دور.

توصيات المحررين

• كيف تسمح تكنولوجيا الدراجة لراكبي ريد بول رامبيدج بمغازلة الموت والبقاء على قيد الحياة