Jak se tvořila fyzika návěsů pro nadměrně těžké náklady

Programátoři a testeři strávili poslední rok s cílem přinést do her zajímavější náklady či kombinace návěsů a přidat kompletní podporu pro jedny z nejžádanějších funkcí: tandemy, nadměrné náklady, pokročilé a několikakloubové návěsy. Po úspěšném vydání DLC Heavy Cargo se vývojáři rozhodli rozpovídat, jakými úskalími si prošli. Následující část je kompletním překladem původního článku z blogu SCS Software.

Možná se divíte, proč by to mělo být tak obtížné, když už rozumně fungující silniční vlaky byly v sérii 18 Wheels of Steel. Protože od té doby se věrnost a složitost fyzikálního enginu řádově zvýšila. Stejně tak je složitější zajistit, aby všechny věci zůstaly vyladěné a synchronizované. Vytvořit účinnou fyziku návěsu, kde se mnoho kol dotýká země, se ukázalo jako těžký úkol – museli jsme počítat opravdu hodně, zejména rozložení váhy nákladu a související síly působící na podvozek.

Návěs během své životnosti převeze tisíce a tisíce tun nákladu, ideálně při co nejmenší údržbě. Aby zvládl tyto náročné požadavky a bezpečně převezl náklad na místo určení, je důležité hlídat hmotnost nákladu. Při nadměrném zatížení návěsu nebo při jeho nesprávném vyvážení může dojít k poškození zavěšení, kol či silnice, a co je nejdůležitější, nebude bezpečné jej řídit. S neustálou poptávkou po těžších a těžších nákladech přijal dopravní průmysl různá řešení pro překonání technických a právních omezení – ve většině případů se jedná o přidávání dalších náprav na tahač i návěs a prodlužování celkové délky soupravy. Nicméně nejde jen o počet náprav, ale o to, kde se nacházejí a jak se návěs jako celek chová při zatížení. Zde už existují značné rozdíly mezi Severní Amerikou a Evropou.

V Evropě se legislativa snaží omezit celkovou délku tahače a návěsu a zároveň zajistit, aby celková hmotnost byla rozložena tak, aby žádné z kol příliš netlačilo na povrch vozovky. To nakonec vedlo k přidávání dalších náprav do zadní části návěsu při zachování relativně omezené délky. Jak si ale inženýři uvědomili, umístění více kol k sobě způsobuje drhnutí pneumatik (kvůli vysokému bočnímu tření, o kterém si můžete anglicky přečíst zde, kapitola 2.1.3), takže se začaly používat otočné nebo dokonce řízené nápravy.

Oproti tomu v Severní Americe je legislativa ohledně celkové délky soupravy o něco flexibilnější. Stále jsou zde přísná omezení týkající se hmotnosti na každé nápravě, existují však také právní předpisy zajišťující, aby hmotnost nebyla soustředěna v krátké dálce, což tlačí na zvýšení vzdálenosti mezi nápravami. Inženýři proto vytvořili návěsy dlouhé tak, aby byly v souladu se vzorci Federal Bridge Formula (více zde). Díky tomu se začaly vyrábět návěsy s několika otočnými body, které snižují opotřebení pneumatik a umožňují přiměřené otáčení soupravy.

Základní povinnost zavěšení je udržení kol na silnici. Efektivně tlačí kola do země, čímž zajišťuje, že tření způsobené koly je dostatečné pro brzdění nebo zatočení. Zároveň pohlcuje energii nárazů z výmolů a nerovných silnic nebo při neočekávaných posunech nákladu způsobených bočním větrem. Systém zavěšení musí být neuvěřitelně odolný, každá náprava má vlastní systém zavěšení, který se stará o zatížení každého kola samostatně, a funguje jakožto dynamický systém pohlcující energii z okolního prostředí. V nákladní dopravě se používá několik typů zavěšení, o těch si ale budeme možná povídat někdy příště.

Brzdy jsou pravděpodobně nejkritičtější část vozidla. Ať už z hlediska bezpečnosti ostatních na silnici nebo bezpečnosti nákladu, je nutné, aby fungovaly jak potřebujeme. Při více nápravách na vozidle má každá náprava svůj vlastní brzdový systém.

Zdaleka nejsložitějším problémem, na který jsme narazili, bylo rozložení hmotnosti podél všechny nápravy a otočné body nových návěsů. Museli jsme přepracovat algoritmy pro rozložení hmotnosti nových návěsů a zároveň zajistit, aby původní návěsy nebyly negativně ovlivněny. Naše nepřetržitá bitva s číselnou stabilitou kódu simulace zavěšení stále ještě neskončila.

Během testování a ladění jsme se setkali s několika problémy, některými docela vtipnými, zvláště když jsme se museli (znovu) učit zatáčet při couvání. V podstatě bylo potřeba zajistit, aby chování návěsu vypadalo, že pracuje správně na základě hráčova přístupu. To se pro nás ukázalo jako největší výzva, zvláště s řízenými návěsy pro ETS2, ale rozhodně jsme si práci na nich užili. Nakonec převládla naše odhodlanost, odvaha a oddanost a byli jsme velmi pyšní, když jsme se s vámi všemi podělili o své zkušenosti a finální produkt naší neúnavné práce.