Sedan löparskons gryning har teknologin spelat en nyckelroll i sportens utveckling, med kanske ingen större synergi mellan teknik och friidrott än fusionen av människa och maskin som finns i motorsport. Red Bull Air Race World Championship representerar toppexemplet på detta, där tekniken inte bara är avgörande för hur plan är konstruerade, men också till hur de tävlande bedöms, hur åskådare ser på evenemanget och hur piloter säkert återvänder till jord.
Varje plan är utrustat med ett elektroniskt flyginstrumentsystem, eller EFIS, som kommunicerar telemetridata till domare, tekniker och kameraoperatörer på marken. Sedan sporten återvände 2014 efter ett treårigt uppehåll för säkerhetsförbättringar, har Álvaro Paz Navas Modroño varit ansvarig för att övervaka installationen och driften av EFIS-enheterna. Telemetridata hjälper till att säkerställa att piloter flyger inom reglerna när de försöker pressa sina lätta plan till det yttersta.
Rekommenderade videor
Som Sport Technical Manager reser Navas med Red Bull Air Race till varje race – en global resa som i år kommer att ta honom från Abu Dhabi till Indianapolis med ytterligare sex stopp emellan. Innan han började på Red Bull Air Race arbetade han för företaget som levererar EFIS-enheterna och tillbringade till och med tid med att designa autopilotsystem för obemannade flygfarkoster (UAV). Kort sagt, han vet vad han pratar om. Digital Trends pratade nyligen med honom om hur Red Bull Air Race använder telemetridata för bedömning och underhållning, en konversation som nästan fick våra huvuden att snurra.
Till skillnad från bil racing, att bedöma luftracing är mycket mer komplicerat. Även den till synes enkla uppgiften att tajma konkurrenter kräver en mycket mer komplex lösning. Den vanliga installationen med bilar innebär en transponder i fordonet som utlöser en signal på en jordkabel vid tidtagningen och mållinjen, ett system som ger mycket exakta tider.
"Vi kan inte använda transpondrar eftersom planen kan flyga i olika attityder, så utlösningssignalen skulle inte vara tillräckligt skarp, vilket sänker noggrannheten," förklarade Navas. "Vi använder linjeskanningar baserade på laserteknik och anpassade fotofinishkameror som fångar upp till 10 000 bilder per sekund."
Men timing är bara en del av ekvationen. Liksom bilracing är det möjligt att ådra sig straff i luftracing som kommer att se domarna slå en sekund eller två till en pilots tid. Reglerna är unika för flygkapplöpning och så nyanserade att de bara kan upprätthållas med korrekt telemetridata, eftersom att visuellt bekräfta efterlevnad skulle vara omöjligt att göra i realtid. Till exempel säger den felaktiga nivåregeln att plan måste passera genom grindarna med sina vingar inom 10 graders nivå. Även övervakning av att en pilot håller sig inom kursgränserna kräver exakta GPS-positionsdata – en viktig uppgift eftersom korsning över säkerhetslinjen resulterar i en omedelbar diskvalificering (DQ).
Men den kanske mest intressanta regeln är den som begränsar G-kraften. Piloter får dra upp till 12G i en höghastighetssväng, men allt över 10G kan bara hållas i 0,6 sekunder. Om en pilot håller i den längre, eller går över 12G överhuvudtaget, är det ett "Did Not Finish (DNF)."
För de som inte känner till konceptet är ett G lika med kraften av jordens gravitationskraft. Om du väger 180 pund vid ett G kommer du att känna att du väger 1800 pund vid 10G.
Som ett videospel kan fans se piloter tävla mot ett "spökplan" av ledaren.
Det är bortom oss varför någon skulle vilja behålla en sväng över 10G under en längre tid, men det är bara en annan aspekt av racing för Red Bull Air Race-piloterna. Skälen till den hårda 12G-gränsregeln är enkla: Det handlar om säkerhet. Extrema G-krafter är inte bara hårda för människokroppen, de kan till och med äventyra flygplanet.
Som Navas förklarade, "10G är en mjuk gräns baserad på vingens struktur. Allt över 10G men under 12G har en strikt tidsgräns på 0,6 sekunder för att säkerställa att strukturen inte äventyras. Om en pilot överstiger 12G får han eller hon en DNF och flygplanets struktur måste kontrolleras noggrant innan de kan flyga igen.”
EFIS tillhandahåller allt domarna behöver för att övervaka en given flygning. Data om planets attityd (pitch, yaw och roll), hastighet, G-krafter och position i tredimensionellt utrymme överförs i realtid tillbaka till tävlingsplatsen. Detta hjälper till att hålla tävlingen rättvis, ärlig och, viktigast av allt, säker.
Men all denna telemetridata används också för att göra sporten mer publikvänlig och spännande att titta på. Precis som i ett videospel kan fans se piloter tävla mot ett "spökplan" av ledaren, återskapat från sparad telemetridata och överlagrat på videon övervakar i realtid.
För att allt detta ska fungera korrekt, "finns det mycket teknik och arbete inte bara på planet, utan också på kamerorna," sa Navas. Även om händelsen täcks av många vinklar, inklusive kameror ombord i planen, kan spökplanet endast infogas i videoflödena från två specifika kameror på marken, kallade "virtuella kameror". Dessa kameror har specialutrustning för att spåra sin egen telemetri (i detta fall position, panorering, tilt, och zooma). Kameraoperatörer kan också se spökplanet i sina monitorer, och med den kombinerade telemetridata från planet och videon, kommer alla kamerarörelser att påverka spökplanets position inom ram. Detta tillåter förare att zooma ut eller justera sin panoreringshastighet för att hålla både spökplanet och det aktiva racingplanet i bilden.
Extrema G-krafter är inte bara hårda för människokroppen, de kan till och med äventyra flygplanet.
Om det här låter otroligt komplicerat så är det för att det är det. Navas och de tekniska teamen han övervakar dyker upp sju dagar före loppet för att börja installera och testa EFIS och relaterade system. Under årens lopp har erfarenheten lett till införandet av redundanta system, där varje plan nu bär en sekundär sensorlåda som fungerar som en backup om den huvudsakliga skulle gå sönder. Säkerhetskopieringen är inte lämplig för användning i spökplanssystemet, men den är fortfarande tillräckligt exakt för att användas för bedömning.
"Innan dess, om något telemetrisystem misslyckades, hade vi helt enkelt inte möjlighet att döma en av killarna," sa Navas. Nu, om huvudenheten misslyckas, är det enda som förloras spökplansbilden. Han tillade med ett kort skratt: "Mitt jobb har blivit mycket lättare."
Navas åker nästa gång till San Diego för den andra tävlingen för säsongen 2017 den 15 och 16 april, förmodligen ombord på en stort, avkopplande flygplan där han avslappnat kan smutta på en drink utan att oroa sig för att plötsligt hamna i en ihållande 10G sväng.
Redaktörens rekommendationer
- Hur cykelteknik låter Red Bull Rampage-åkare flirta med döden och överleva
