El návrh a výroba automobilu ulice je poměrně složitý proces. Když však dojde na hledání dokonalosti, zajet co nejmenší desetinu času, design závodních vozů se stává ještě preciznějším a osobitějším.
Pokud vás zajímá cznát všechny fáze a co se dělá v každém z nich, zde vám to vysvětlím jednoduchým způsobem, abyste lépe porozuměli krokům, které je třeba následovat, časům a mnohem více.
Koncepční fáze
La Koncepční fáze je prvním zásadním krokem při navrhování závodního vozu. Právě v tomto okamžiku jsou založeny základy, na kterých budou postavena budoucí vítězství. Představme si tuto fázi jako prázdné plátno, kde inženýři a designéři zachytí své nejodvážnější a nejambicióznější nápady:
- Technické předpisy: je to skutečně limit nebo rámec kreativity, protože určuje, co je pro inženýry povoleno a co zakázáno. Technické předpisy však vždy mívají mezery nebo mezery, které inženýři obvykle využívají k získání výhod. Předpisy budou specifikovat rozměry vozidla a vzdálenost mezi nápravami, minimální a/nebo maximální hmotnost, typ motoru, výkon a omezení týkající se použitých materiálů, kromě aerodynamických omezení týkajících se křídel, difuzorů atd. a také řadu požadavků na bezpečnost a spolehlivost (pokud existují omezení týkající se výměny dílů).
- Údaje o konkurenci: Je důležité znát nepřítele. Pokud každý začíná od nuly, může to být poněkud složitější, ačkoli průmysloví špioni a další triky k získávání dat vždy existovaly. Pokud však svého soupeře již znáte z předchozí sezóny, můžete tato data použít jako základ a určit jeho silné a slabé stránky ve srovnání s vašimi a jak je můžete překonat.
- Specifikace a cíle: S výše uvedeným již existují data pro obecnou vizi projektu. Na základě předpisů a analýzy soutěže jsou stanoveny technické specifikace, které musí vozidlo splňovat. Cíle mohou být velmi rozmanité, od dosažení nejrychlejšího kola až po vývoj spolehlivého a snadno ovladatelného vozu. Některé příklady cílů jsou rychlost, zrychlení, brzdná kapacita, přítlak, jízdní agilita, nezbytná spolehlivost atd. Kromě toho začnete vědět, jaké zdroje a rozpočet jsou pro projekt nezbytné. Budou také stanoveny časy nebo termín a začnou první předběžné simulace CFD, strukturální analýzy, dynamiky vozidla atd. Výkon tak bude znát ještě předtím, než cokoliv postavíte...
Zde bude také definováno, které komponenty musí být vyvinuty interně nebo které pocházejí od dodavatelů či třetích stran. Pokud se jedná například o klientský tým, bude muset vyvinout pouze podvozek a aerodynamiku, přičemž bude moci koupit motor, převodovku nebo zadní odpružení. Kdežto když je to výrobce, tak ten se postará o všechno, včetně vývoje motoru…
Fáze návrhu
La fáze návrhu závodního vozu je kreativní a technický proces, který pokládá základy pro vysoce výkonné vozidlo. V této fázi jsou koncipovány hlavní myšlenky a stanoveny parametry, kterými se bude vývoj vozu řídit. Jedná se o druh inženýrské hádanky, kde máte mnoho skupin inženýrů, z nichž každá pracuje na jedné části vozu a kde se vše musí dokonale integrovat a spolupracovat. Proto je pro optimalizaci celého balíku zásadní i zpětná vazba mezi odděleními.
- Aerodynamika: v této fázi je důležité provést studii a vývoj spoilerů, kterými bude vozidlo disponovat, které budou generovat aerodynamickou zátěž a zlepšují rychlost průjezdu zatáčkou a přilnavost, totéž platí pro difuzor, brzdové svody, další roviny nebo profily atd. Cílem je vytvořit auto s co nejvyšším přítlakem a nejmenším odporem nebo aerodynamickým odporem.
- Podvozek: Podvozek bude muset být vyroben s ohledem na bezpečnostní specifikace předpisů a také na geometrii motoru, velikost a aerodynamiku nebo vnější kapotáž. Budou také určeny materiály, které lze použít, jako uhlíková vlákna, titan, kompozity, hliník atd. Je třeba vzít v úvahu, že to má vliv nejen na rozložení hmotnosti, těžiště a dynamické chování vozu, ale také na tuhost, která může přímo ovlivnit aerodynamiku.
- Pilotní kabina: nejen že je kabina pro přežití, kde je pilot umístěn a musí být bezpečná, musí být také pohodlná, ergonomická, umožňovat nejlepší viditelnost a obecně je navržena z jednoho kusu, jako monokok. V rámci něj bude také nutné integrovat volant, sedadlo, sloupek řízení, pedály atd.
- Pozastavení: Jsou velmi důležité a mohou být vyvinuty mnoha způsoby, od typických tlačných tyčí a táhel F1 až po klasické McPherson nebo nezávislé jiné kategorie. Návrh zahrnuje nejen definování typu, ale také vylepšení geometrie pro větší stabilitu, trakci a mechanickou přilnavost vozu. Na druhou stranu mohou být tlumiče také životně důležité při řízení naklánění a dalších pohybů těla, stejně jako při ovlivnění aerodynamiky kvůli výškám...
- Motor: Pokud je vyvíjen doma, musí splňovat i předpisy, takže může být V6, V8, V12, ... atmosférický, turbo, spalovací, hybridní, 100% elektrický atd. Své limity mohou mít i použité materiály, rozměry, hmotnost, umístění a to vše s přihlédnutím k výkonu, točivému momentu a cílové spotřebě. Souběžně s tím budou vylepšeny i další prvky, jako je palivo pro získání většího výkonu a zlepšení účinnosti, maziva atd.
El Uspořádání závodního vozu je nezbytné pro dosažení optimální rovnováhy mezi trakcí, stabilitou a obratností. Inženýři musí vzít v úvahu jak rozložení hmotnosti při montáži všech součástí, tak i torzní tuhost, která musí být přítomna, aby nedošlo k ohnutí, těžiště musí být co nejníže, budou se zkoumat i momenty setrvačnosti atd. Po dokončení této fáze pokračují simulace zahájené v první fázi, nyní s konkrétnějšími detaily nebo více definovanými hodnotami v závislosti na tom, co se navrhuje. Proces je neustálá zpětná vazba mezi tím, co se dělá a co se simuluje…
Výrobní fáze
Jakmile je definován koncepční návrh závodního vozu, začíná jedna z nejsložitějších a nejnapínavějších fází procesu: tvorba. Tato fáze zahrnuje transformaci digitálních výkresů a modelů do skutečného vozidla, schopného soutěžit na nejvyšší úrovni.
- Výroba dílůs: Výroba různých částí závodního vozu je vysoce specializovaný proces, který vyžaduje špičkové technologie a kvalifikovanou pracovní sílu. Mezi nejběžnější techniky patří obrábění na velmi přesných CNC strojích, stejně jako modelování pryskyřic a uhlíkových vláken, svařování, 3D tisk nebo aditivní výroba jakéhokoli typu atd.
- Externí dodavatelé: Je životně důležité mít síť prvotřídních dodavatelů, schopných poskytovat to nejlepší z nejlepšího. Partnerství jsou strategická a životně důležitá. Kromě hledání dodavatele motorů, pokud nevyrábíte sami, budete muset hledat i dodavatele pneumatik, pokud nejsou standardní pro každého, stejně jako elektronických systémů, maziv, paliv, brzd atd. Například v F1 máme standardní dodavatele pro každého, jako Pirelli pro pneumatiky, McLaren Electronics pro ECU, Brembo pro brzdy atd.
- Shromáždění: Nyní, když máme všechny díly vyrobené, jak ty, které jsou vyrobeny ve firmě, tak ty, které pocházejí od třetích stran, je čas sestavit závodní auto. Pečlivý proces, který vyžaduje pečlivé plánování a přesnou koordinaci. Každá součást musí být nainstalována ve své přesné poloze a nastavena s nejvyšší přesností. Montážní týmy používají specializované nástroje a dodržují přísné postupy, aby byla zajištěna kvalita a opakovatelnost procesu.
- První prototyp: Nastal okamžik pravdy. Nyní existuje první hotový model a lze jej testovat společně nebo samostatně. Například může být motor testován na dyno, aby se zjistil výkon, spolehlivost atd., nebo může být integrován do podvozku a testován kompletní vůz na testovacích tratích nebo okruzích, které továrny často kolem něj mají. To však bude záviset na omezeních předpisů, protože některé, jako například F1, mají omezení na testy prováděné, aby se zabránilo překročení nákladů. V F1 Filming Days nebo Shakedown je dojezd omezený, typ pneumatiky také, takže se v podstatě omezují na kontrolu, zda auto dobře funguje: dobře akceleruje, dobře brzdí, je spolehlivé,... Například v tyto počáteční testy se podle údajů simulátoru obvykle provádějí:
- Základní nastavení, úprava řady parametrů (výška, konfigurace křídel, odklon, sbíhavost nebo sbíhavost kol, tuhost tyčí stabilizátoru, rozložení hmotnosti,...) pro optimalizaci jeho chování na trati.
- Analýza první telemetrie, protože může poskytnout důležitá data pro budoucí vývoj, určit, zda byl splněn cílový výkon, nebo jednoduše opravit simulátor, pokud neodpovídá skutečnosti. Slavná a šťastná "korelace."
Odtud začíná závod o další vylepšování vozidla...
Testovací fáze
Jakmile je závodní auto navrženo a vyrobeno, Je čas to otestovat. Tato fáze je klíčová pro vyhodnocení vaší bezpečnosti a pro provedení nezbytných úprav před závody nebo homologacemi. Například většina kategorií motoristického sportu vyžaduje sérii nárazových testů, které se skládají z nárazových testů z různých úhlů, aby se vyhodnotilo, že ochranná konstrukce funguje správně a je bezpečná pro řidiče v případě nehody.
Pokud tyto testy neprojdou, bude nutné upravit design, znovu vyrobit vylepšený podvozek a prototyp znovu odeslat k testování. To je ve F1 běžné, protože FIA zavrhla mnoho modelů za to, že neprošly těmito testy, a týmy to donutilo k přepracování. V opačném případě, nelze schválit získat oprávnění k soutěži.
Homologace nespočívá pouze v nárazových testech, testují se i další věci, například zda skutečně vyhovuje technické požadavky a stanovené předpisy, jako jsou rozměry, hmotnosti, zkoušky ohybu nebo odolnosti atd.
Kariéra a rozvoj
Konečně, auto je uvedeno na trať připraveni na soutěž a začíná závod o rozvoj, postupné zlepšování výkonu, aby zůstali konkurenceschopní vůči konkurentům. K tomu je třeba shromáždit velké množství dat pomocí telemetrie a porovnat je se simulátorem, aerodynamickým tunelem a CFD, což jsou nástroje, které vždy potřebují zpětnou vazbu z trati... Jak budou nalezena řešení, budou zahrnuta vylepšení...
Obrázky | plátno