Nauka, która zmienia świat na… szybszy, ale i bezpieczniejszy. Nowy bolid PolSl Racing
Tory wyścigowe to laboratorium dla rozwiązań, które są wdrażane w motoryzacji. To właśnie tam mechanicy i inżynierowie pracują nad tym, by pojazdy wyścigowe były szybsze, a przede wszystkim bezpieczne i niezawodne. Taki też jest nowy projekt PolSl Racing – bolid SW-06.
Od wielu lat koło naukowe PolSl Racing prezentuje rozwiązania w branży motosportu. Studenci projektują spalinowe oraz elektryczne bolidy i motocykle, a zdobyte podczas projektów doświadczenia testują w zawodach Formuły Student.
Nie inaczej jest teraz – przed zespołem kolejne wyzwanie, ponieważ od 25 do 29 sierpnia potrwa rywalizacja na torze Autodromu Słomczyn. Na tę edycję Formuły Student PolSl Racing przygotowało nowy bolid elektryczny – SW-06.
Odchudzanie bolidu
– Co roku staramy się, aby bolid był jak najlżejszy. Ważny jest odpowiedni dobór stosunku masy do mocy, aby osiągnąć jak najlepsze wyniki na zawodach – wyjaśnia Damian Domański, team leader PolSl Racing. Dobrze przemyślana konstrukcja, a także wykorzystanie kompozytów z włókna węglowego, specjalnej stali o wysokiej wytrzymałości i niskiej gęstości oraz zmodyfikowanych elementów z aluminium pozwoliły zmniejszyć wagę ramy bolidu aż o 7 kilogramów. Przy zachowaniu wytrzymałości oraz sztywności konstrukcji takie „odchudzenie” przełoży się m.in. na efektywność energetyczną, przyspieszenie oraz mniejsze obciążenia elementów pojazdu.
Względem poprzednich projektów w nowym bolidzie przekształcono także konstrukcję ramy. To z kolei pozwoliło zmienić położenie baterii trakcyjnej, czyli dużego akumulatora zasilającego silnik elektryczny. Bateria mieści się z tyłu pojazdu, a nie jak poprzednio przy kokpicie, co wpływa na rozkład masy bolidu. Jak wskazuje zespół, jest to rozwiązanie coraz popularniejsze w branży automotive.
Szybkość i wydajność. Kilka słów o aerodynamice
Aerodynamika spędza sen z powiek inżynierom, którzy poszukują sposobów na zwiększenie wydajności i szybkości. Jaką radę ma na to PolSl Racing? – Postawiliśmy na praktyczne wykorzystanie powietrza w całej obsłudze samochodu. W poprzednich samochodach aerodynamika była wykorzystywana głównie do generowania docisku, który jest potrzebny w zakrętach – tłumaczy inż. Szymon Stencel, mechanical leader. – Natomiast w tym roku uwzględniliśmy to, że powietrze oprócz tego, że ma właściwości dociskowe, to również ma właściwości odbioru ciepła. Postawiliśmy na transfer ciepła i masy oraz konwekcję. Zatem głównym konceptem w naszym bolidzie było to, aby powietrze było wykorzystywane do chłodzenia.
Tym sposobem projektanci wykorzystali dwie chłodnice, przez które przepuszczają powietrze, a także kanały dolotowe chłodzące baterię. Zmienił się również kształt przedniego i tylnego skrzydła oraz podłogi ze względu na ukierunkowanie i kontrolowanie powietrza podczas jazdy. – Im więcej ciepła się pojawi w całym układzie, tym bardziej parametry materiałowe się pogarszają, więc my chcemy w ten sposób kontrolować poziom temperatury, przewodników i poziom strat, jaki mamy na układach mechanicznych oraz elektrycznych, żeby móc z nich cały czas wyciągać jak największe możliwości i móc z nimi cały czas pracować – dodaje.
Jak się okazuje, sporym wyzwaniem dla konstruktorów pojazdów wyścigowych są… opony. W przeciwieństwie do kół samochodów osobowych, które są osłonięte np. błotnikami, koła bolidów są całkowicie odsłonięte. Jest to konieczne do uzyskania jak największego docisku aerodynamicznego oraz wysokiego poziomu przyczepności mechanicznej. – Jeżeli spojrzymy od frontu na bolid wyścigowy Formuły Student, Formuły 1, Formuły 2, to widzimy, że opona jest „ścianą”. Tak więc naszym wyzwaniem jest tutaj to, aby to powietrze pokierować w taki sposób, żeby ta „ściana” nam nie zaburzyła całego przepływu – tłumaczy Szymon Stencel. – Może się okazać, że przez oponę nie jesteśmy w stanie w prawidłowy sposób wykorzystać przyspieszenia i wszystkich parametrów mechanicznych, które są w pojeździe.
Przepływ powietrza ma także znaczenie dla temperatury opon. Najlepsze właściwości osiągają one, gdy mają ok. od 50 do 80 stopni Celsjusza. Dlatego też konstruktorzy muszą tak dopasować kwestie aerodynamiczne, aby powietrze nie odbierało ciepła z opon.
„Na żywo”, prosto z kokpitu
Jak wskazują członkowie PolSl Racing samochód oraz kierowca tworzą jeden system i aby ten system działał jak najlepiej, należy zagwarantować mu kontrolę i bezpieczeństwo. Osiągnięcie tego celu jest możliwe za pomocą telemetrii. Zespół „na żywo” śledzi i analizuje przejazd bolidu – m.in. ciśnienie w układzie hamulcowym, pozycję GPS, poziom wciśnięcia pedału hamulca, kąt kręcenia kierownicą, a także odczyt temperatur na motorach oraz falownikach, działanie baterii. Dzięki temu zespół może kontaktować się z kierowcą i na bieżąco ustalać strategię przejazdu danej konkurencji w zawodach Formuły Student. System telemetrii umożliwia także zbieranie danych, które później są analizowane i pomagają w kolejnych pracach nad bolidem.
Po wyjściu z „laboratorium”. O rozwiązaniach dla transportu
To, co jest testowane na torach wyścigowych, często znajduje zastosowanie w innych obszarach związanych z transportem. Jak podkreślają członkowie zespołu, od zawsze wyścigi były czymś w rodzaju laboratorium dla rozwoju przemysłu, a niektóre z rozwiązań przenoszono do użytkowania na przykład w samochodach osobowych.
Jednym z takich rozwiązań są struktury zderzeniowe. – Sam koncept kontrolowanej strefy zgniotu, tzn. sposobu, jak absorbować energię, w jaki sposób ją przenosić, jest kluczowy dla każdej konstrukcji, jaką mamy dookoła nas – wyjaśnia Szymon Stencel. – Jeżeli mówimy o pojazdach i o transporcie, to przede wszystkim to łodzie, samoloty, samochody, pociągi. I to wszystko się opiera na tej samej bazie, która wynika właśnie z rozwoju przemysłu, z rozwoju inżynierii w motosporcie.
Sprawdź inne projekty PolSl Racing.
