Představení nového monopostu FSE.08

Dnes odjíždíme na mezinárodní závody FS Czech Republic a vám jsme ještě nepředstavili naší novou elektrickou formuli FSE.08. V následujícím článku si můžete přečíst o novinkách, které letošní monopost přinesl.

Vývoj monopostu na závodní sezónu 2019 se nesl zejména v razantních změnách u mechanické stránky vozu. Již 8. generace má zcela nový monokok, který zajistil prostor pro zástavbu optimalizovaného battery packu s vylepšeným chlazení, což slibuje rychlejší časy při nejdelším závodě Endurance. V rámci úprav monokoku byl vytvořen prostor pro přidání difuzoru. Velkými změnami prošla i kolová skupina a nápravy.

Elektrická skupina se zaměřila na vylepšení telemetrie. S tím se pojí vyladění kontroly trakce a přidání přesného měření inerciálního bodu monopostu.  Nedílnou součástí vývoje bylo zvýšení spolehlivosti kabelových svazků a akumulátoru.

V následujících řádcích jsme si pro vás připravili krátké shrnutí za jednotlivé oblasti vývoje s hlavními změnami.

Šasi
Tvar monokoku doznal po 3 letech zcela zásadního přepracování. Nový oblejší tvar slibuje vyšší torzní tuhost a současné snížení hmotnosti. Navíc uspokojuje požadavky na nové rozměry battery packu, zvýšení přítlaku a úpravu ergonomie řidiče. Šasi se skládá z uhlíkového kompozitu a jako jádra byla použita hliníková voština, rohacell a nomex. Hlavní oblouk je přimontován z boků monokoku a přední ochranný oblouk je zalaminován přímo v monokoku.

Deformační prvek
Na rozdíl od minulého deformačního prvku formule z pěny a uhlíkové trubky, byl absorbér pro tuto sezónu zkonstruován z tenkého hliníkového plechu uspořádaného do tvaru včelích pláství – z takzvaného honeycombu. Díky tomu jsme nejen ušetřili důležité gramy, ale také zjednodušili výrobu. Spolu s částečně kompozitní protistřepinovou přepážkou jsme dosáhli pohlcení stejného množství energie při významném snížení váhy celé sestavy.

Zavěšení
Geometrie vozu byla kompletně přepracována. Dle nové geometrie byla změněna délka ramen a koncept pružení změněn na Pushrod. Úpravy byly vyvolané zejména úpravou šasi, aeropaketu a změnou pneumatik.
Novými pneumatikami jsou Hoosier R10, které nahradily pneumatiky Avon používané od roku 2014. Změna byla učiněna po důkladných analýzách různých typů pneumatik a zkušenostech z minulých let.
Zvolili jsme také nové ráfky OZ, které jsou lehčí než předchozí. Spolu se souvisejícími změnami například v řízení jsme dokázali snížit váhu na nápravách o 10%.

Aeropaket
Aeropaket nejnovějšího monopostu se skládá z předního křídla, zadního křídla, splitteru, sidepodů s Venturiho kanály a difuzoru. Primárním cílem aerodynamického vývoje bylo tento rok zvýšit hodnotu přítlaku generovaného podlahou vozu. Přidáním difuzoru a přepracováním splitteru a sidepodů mohlo být proudění pod autem využito pro zisk značného přítlaku s minimálním nárůstem odporu.
Pro návrh aerodynamických zařízení byla využita počítačová mechanika tekutin (CFD). Numerické simulace byly provedeny v programu ANSYS Fluent pomocí vlastního scriptu, který byl schopen celý výpočet zautomatizovat a zvýšit tak efektivitu návrhu nových dílů a zároveň odstranit potenciální vliv uživatelských vstupů na výsledek simulace.
Počítačové simulace byly ověřeny pomocí měření posuvů zavěšení vozu při jízdě a dojezdových zkoušek. Funkčnost některých dílčích komponent byla ověřena v aerodynamickém tunelu. Celý koncept vozu byl vyvinut s využitím výpočtu teoretického času vozidla na závodním okruhu .
Díky provedeným změnám na aerodynamických zařízeních se podařilo zvýšit přítlak o 7 % a snížit aerodynamický odpor o 5 % oproti předchozímu vozu a docílit rozložení aerodynamických sil 48 % na přední a 52 % na zadní nápravu.

Pedály
V letošní sezóně jsme se zaměřili především na ergonomii a funkční uchycení pedálů, které umožní úpravy jejich umístění. Oba pedály jsou nyní stejně daleko od pilota a mají optimalizovaný tvar nášlapu. Na plynovém pedálu je magnetický senzor natočení pedálu, přičemž jsme zachovali i možnost dodatečné montáže potenciometrů. Na brzdovém pedálu je tlakový senzor a nově vyvinutý elektrický balance bar. Tělo i uchycení pedálu je z hliníku, ale nášlap je uhlíkový.

Řízení
Na řízení jsme se soustředili na zmenšení vůlí v sestavě. Ve sloupku jsou uložena 2 šikmá ozubená kola a v dolní části je šikmé kolo a hlavní hřeben. K řízení byl doplněn senzor natočení volantu, který předává údaje Torque vectoringu . Sloupek řízení je ze sintrovaného hliníku a trubky přenášející krouticí moment jsou z uhlíkového kompozitu.

Battery pack
Cílem této sezóny bylo výrazně zlepšit chladicí systém při zachování celkového objemu a váhy battery packu a optimalizovat celý koncept. Zvětšili jsme proto prostor mezi jednotlivými články pro lepší proudění vzduchu. Pro zachování stejné velikosti celého battery packu, jsme museli sáhnout ke zmenšení elektroniky, což se nám také podařilo o 30%. Pomocí dat a zkušení z minulých let se nám tedy podařilo zajistit lepší vlastnosti celého battery packu při vytrvalostním závodu.
Celkové napětí v ACP je 400 V. Vše je uloženo v boxu vyrobeném z kevlarových vláken, který má v přední části boční nasávání vzduchu. Vzduch pak opouští box v horní zadní části 3D tištěným výdechem.

Pohonné ústrojí
Úspěšný koncept čtyřkolky zůstal nezměněn a pomocí simulací a testů jsme se snažili vylepšit jednotlivé oblasti. Hlavním cílem bylo snížení celkové hmotnosti ústrojí, při zachování stejného výkonu. To se nám podařilo díky redesignu kolové zástavby, novým hořčíkovým diskům kol a vyššímu převodovému poměru. Výkon zůstal shodný s minulým rokem a to 88kW, který je ale podle pravidel omezena na maximálních 80kW.
Přední motory váží po 3,5 kg, každý má výkon 8,76kW a jsou integrovány přímo do předních kol. Zadní motory váží po 8 kg s výkonem 35,32kW a jsou zabudovány v monokoku.

Telemetrie
Pro lepší analýzu dat, testování, ladění vozu a komunikaci s pilotem jsme vytvořili vlastní telemetrii, která zajistí bezdrátové spojení mezi formulí a personálem u trati během závodu. Telemetrie může přenášet data i hlas oběma směry. Přijímaná data lze online analyzovat pomocí námi vyvinutých softwarových nástrojů.

Vehicle interface
Velký displej na volantu umožňuje řidiči sledovat a upravovat parametry vozidla přímo ze sedačky. Na jednotlivé dynamické disciplíny jsou připraveny specifické konfigurace, které přizpůsobí parametry vozu dané disciplíně. Navíc má každý řidič svůj vlastní profil s přednastaveným zobrazením na displejích a možností upravení dílčích vlastností vozidla, podle vlastních potřeb.
Přístrojová deska byla letos upravena podle postřehů pilotů z minulé sezóny. Dominantním prvkem je dvoubarevný indikátor nabití baterie doplněný několika menšími indikátory a přepínači. Jas použitých LED diod lze upravovat podle aktuálních světelných podmínek pro co nejlepší orientaci řidiče.

Vehicle dynamics
Pro letošní sezónu jsme připravili několik novinek a vylepšení, která pomohou vozu v lepších výkonech.
Jednou z novinek je feedforward + feedback torque vectoring systém. Smysl tohoto přístupu spočívá v modelech a výpočtech, výsledné algoritmy jsou zakomponovány do řídících algoritmů formule a proběhne reálné testování formule s touto konkrétní úpravou. Nasbíraná data jsou znovu použita do simulací k ověření testovaných algoritmů.
Další novinkou je Inertial Navigation System(INS), který zvýší přesnost a počet získávaných stavů vozidla. Například poměr prokluzu kol nebo úhel bočního smyku. Propustnost dat se nám podařila zdvojnásobit na 200Hz.

Na závěr bychom chtěli poděkovat všem, kteří nás tuto sezónu podporovali, jmenovitě děkujeme za obrovskou podporu naší škole, sponzorům, našim rodinám a všem těm, kteří mají podíl na vzniku 8. generace  naší formule, která je ještě lepší než ta minulá.

Zároveň věříme, že minimálně zopakujeme úspěch z minulé sezóny na závodech v Mostě a výrazně uspějeme ve Španělsku, kam se náš tým chystá poprvé za dobu své existence.

CzechEnglish