Podróż SUFST od spalania do wyścigów elektrycznych
Kim są studenci zespołu wyścigowego Formula Student Racing Team na Uniwersytecie Southampton?
Southampton University Formula Student Team (SUFST) składa się z ponad 200 studentów głównie studiujących inżynierię, z szeregu specjalistycznych dyscyplin, którzy spotykają się, aby zaprojektować i wyprodukować jednoosobową samochód wyścigowy każdego roku. Co roku rywalizują z innymi uniwersytetami w konkursach Formuły Studentów, testowanie wiedzy zespołu i pojazdu.
Jak rozwijał się zespół studencki Southampton University Formula Student Team w czasie?
SUFST istnieje od 2012 roku w obecnym przebraniu, wcześniej był projektem grupowym. Członkowie wykazywali wytrwałość we wczesnych latach, aby wytrwać w walce o utworzenie nowego społeczeństwa. Wzrost i zwiększone wsparcie SUFST doprowadziły do ciągłych ulepszeń; co roku odnotowują wzrost liczby punktów zdobytych w konkursie iMeche Formula Student . Zespół startował również na arenie międzynarodowej z pierwszym finiszem wytrzymałościowym na Węgrzech w 2018 roku i mocnym pokazem w Czechach w 2019 r., Kiedy również ścigali się w Niemczech.
SUFST działa jako otwarte społeczeństwo, co oznacza, że każdy może się przyłączyć, który przedstawia unikalny zestaw wyzwań związanych z zarządzaniem. Zazwyczaj ponad 200 studentów rejestruje się w społeczeństwie, dlatego ważne jest, aby mieć komitet do kierowania grupami, a następnie upewnić się, że jak najwięcej osób trafia do działów, które odpowiadają ich zestawom umiejętności, aby mogli mieć najlepsze doświadczenia i przyczynić się do projektu.
Balraj Basra, Lider zespołu SUFST, wyjaśnił, w jaki sposób zespół ostatnio dostosował swoją konfigurację. „Wykorzystaliśmy pandemię COVID-19, aby zresetować naszą konstrukcję, odchodząc od nietypowych działów opartych na samochodach, takich jak podwozie, elektronika, zawieszenie i aerodynamika. Zamiast, zdecydowaliśmy się na konfigurację opartą na „umiejętnościach”, rozróżnić umiejętności teoretyczne, kod, projekt, test, i umiejętności organizacyjne. Doprowadziło to do 5 działów o nazwie Wydajność pojazdu, Aerodynamika, Projekt konstrukcyjny, Elektronika, i operacje.
Zespół produkuje pojazdy spalinowe od samego początku, jednak pod koniec 2019 roku powstał projekt przejścia na pojazdy elektryczne. „Pandemia w rzeczywistości pozwoliła zespołowi przyspieszyć ten cel, ponieważ opracowanie koncepcji i czas projektowania można skoncentrować na pojeździe elektrycznym, a nie na konieczności projektowania nowego pojazdu do konkurowania w 2020 roku”, dodaje Balraj.
Ponieważ korzystanie z pojazdu, który startował w poprzednim roku, było dozwolone, SUFST zdecydował się zejść tą trasą. Dwuletni cykl projektowy pojazdu elektrycznego oznaczał zmniejszony nacisk na terminy i pozwolił na głębsze badania i rozwój, aw 2022 r. Pozwoli to na dłuższy czas testów przed rywalizacją w lecie.
Jak SUFST wykorzystał pandemię COVID-19 do restrukturyzacji i maksymalizacji wydajności
Oczywiście, pomimo możliwości restrukturyzacji i maksymalizacji efektywności zespół, po części dzięki dodatkowemu czasowi związanemu z pandemią COVID-19, SUFST napotkał te same ograniczenia, które wielu z nas znosiło. Balraj komentuje, że „przejście do konfiguracji całkowicie online okazało się wyzwaniem i wymagało elastyczności, aby znaleźć to, co działa najlepiej. ” Dostęp do warsztatów był ograniczony blokadami, co skutkowało ograniczeniem liczby osób dopuszczonych na miejscu do pracy przy budowie samochodu.
Wyznaczono jasny plan i codzienne cele, aby zapewnić wydajność kompilacji, aby być gotowym do zawodów. Aby wyjaśnić dalej, Balraj dodał: „byliśmy ograniczeni do 6 ludzie w laboratoriach w dowolnym momencie w ustalonych godzinach. To był ogromny spadek z bycia zasadniczo nieograniczonym, gdzie regularnie mieliśmy 20 lub więcej pracy przez jeden dzień. Zwalczyliśmy z tym, ustalając nasze codzienne cele, aby zapewnić 6 na miejscu były tak wydajne, jak to tylko możliwe. Podczas pracy w laboratoriach regularnie dzwonili do swoich działów, więc mieliśmy „wirtualną” siłę roboczą wspierającą jak najwięcej.
”Zapewnienie partnerstwa i sponsorowania z kluczowymi dostawcami komponentów, takimi jak Accu
Kluczową metodą dla zespołu, aby zapewnić płynną konstrukcję i produkcję samochodu, jest współpraca z dostawcami wysokiej jakości. Podstawową rolą działu operacyjnego jest poszukiwanie firm, z którymi można nawiązać współpracę, ponieważ zespół działa z ograniczonym budżetem. Anokh Vithayathil, absolwent SUFST dodał: „Inżynierowie są chętni i produkują wiele dobrych projektów, ale czasami ich realizację może być dość kosztowne.
”„Ważne jest, aby naprawdę dokładnie przemyśleć kompromisy i koszty w porównaniu z wydajnością, a także o tym, jak długo niektóre części będą musiały zostać wykonane lub pozyskane” dodał. Partnerstwa z firmami mogą pomóc w rozszerzeniu tego, co jest możliwe. Tak narodziła się relacja między SUFST i Accu, gdy zespół wybrał Accu po znalezieniu swojego sklepu internetowego. Zespołowi spodobał się układ strony i funkcja inteligentnego wyszukiwania, z łatwością znajdując potrzebne części.
Asortyment komponentów oferowanych przez Accu oznaczał, że wiele działów mogło wykorzystywać części od jednego dostawcy, przy czym głębokość każdego asortymentu produktów otwierała możliwości projektowe dla zespołu. Na przykład, części można dowolnie dopasowywać do każdego projektu, mając pewność, że łącznik pasujący do projektów można znaleźć na stronie internetowej Accu.
Wybór odpowiednich komponentów do budowy samochodu
Dzięki ciągłemu sponsorowaniu, w tym roku akademickim (2020-21) SUFST zakupione komponenty od Accu dla prawie każdego działu. Unikalną częścią znalezioną przez zespół były oferowane wewnętrzne pierścienie zabezpieczające. Wahaj Saif, Główny inżynier, wyjaśnił: „Używamy innowacyjnego i lekkiego zawieszenia z włókna węglowego, z rurkami węglowymi połączonymi w wkładkę produkowaną z dodatkiem tytanu. Łożysko jest wciskane do wkładki, aby umożliwić jej poruszanie się, gdy samochód przechodzi przez nierówności. ” Pierścienie zabezpieczające zostały użyte do zamocowania łożyska we wkładce, jednak w poprzednich latach nie były one tak niezawodne ze względu na zastosowanie zewnętrznych pierścieni osadczych. Wahaj dodał: „Wewnętrzne pierścienie osadcze znajdowały się jednak równo w rowkach, zmniejszając ryzyko, że kiedykolwiek się pojawią.
Accu Zestawy łączników zapewniały szereg rozmiarów śrub ze stali nierdzewnej do stosowania w projektowaniu konstrukcyjnym i pakiecie aerodynamicznym. Te zestawy śrub ze stali nierdzewnej były również bardzo przenośne w swoich przypadkach, co oznaczało, że części zamienne wszystkich potrzebnych rozmiarów śrub były dostępne do użytku w całym samochodzie, nawet w podróży. Balraj wspomniał: „Okazało się, że są tak przydatne, ostatecznie kupiliśmy dodatkowe zestawy śrub od Accu dla samej konkurencji, co oznacza, że śruby były zawsze pod ręką w razie potrzeby, a czas nie był marnowany na szukanie określonego rozmiaru. Były tak przydatne, że osobiście poleciłbym je do wszelkich projektów, które realizowaliśmy na uniwersytecie.
Rura chłodząca silnika wykorzystywała klipsy typu p, zapewniając brak luźnych złączek, z których wyciekałby płyn, ryzykując przegrzanie silnika. Wahaj podkreślił kluczowy test, pod którym samochód przechodzi, gdzie te komponenty udowodniły swoją wartość; „Jest to również konieczne, ponieważ samochód jest testowany na pochyleniu na zawodach, gdzie jest przechylony pod kątem, aby sprawdzić, czy nie ma wycieków. Awaria tutaj opóźniłaby zespół przejdzie kontrole kontrolne.
”
W szczególności dla pakietu aerodynamicznego, Użyto śrub z łbem stożkowym. Anokh wyjaśnił, że uzasadnienie tego wyboru zostało dokonane w koncepcji projektowej, komentując „oleje aerofilowe tworzące skrzydło składają się z arkusza węgla z nylonem wypełnionym grafitem z nakrętką niewoli. Śruby Accu są wkręcane w nylonową wkładkę i mocują płyty aerofoil do zaślepek.
Zespół wybrał do tej funkcji aluminiowe śruby z łbem stożkowym, „przede wszystkim ze względu na naturalną zaletę zastosowania śruby z łbem stożkowym, aby zapewnić, że łącznik jest równo z powierzchnią skrzydła. Jest to o wiele bardziej korzystne niż użycie łącznika, w którym głowica wystaje z uchwytu, ponieważ użycie śruby z łbem stożkowym doskonale uzupełnia opływową konstrukcję aerooleju”, dodał Anokh.
Znalezienie odpowiednich narzędzi do każdego zadania od wiarygodnego dostawcy
Narzędzia są niezbędne do zapewnienia dobrego wykończenia części i bezpiecznego montażu. W firmie Accu zakupiono szereg narzędzi ręcznych, w tym narzędzia do gratowania. Evan Nichol, przychodzący dyrektor techniczny powiedział: „będą one używane do wykańczania części wykonanych z metalu, usuwanie ostrych krawędzi, i zapewnienie fazowania prowadzącego na otworach, aby śruby nie zaczepiały nadmiaru materiału.
”Zestawy narzędzi iFixit były również nowym dodatkiem do zestawów narzędzi zespołu. Evan wyjaśnił motywację do ich nabycia, „Członkowie wcześniej używali narzędzi do naprawy iFixit na urządzeniach osobistych, takich jak laptopy i telefony, i uważali, że będą bardzo przydatne do montażu elektroniki w całym samochodzie. ” Wygoda posiadania wszystkich narzędzi umieszczonych w zestawie, w szczególności zestawu Manta Driver Kit, była ponownie nieoceniona ze względu na przenośność podczas pracy w samochodzie i pod warunkiem zamówienia, co oznacza, że narzędzie o prawidłowym rozmiarze nigdy nie było daleko.
Narzędzia iFixit były idealne dla ograniczonych miejsca na samochodzie ze względu na ich smukłe profile — pakowanie w samochodzie wyścigowym jest zawsze szczelne, aby zapewnić, że nie ma niewykorzystanej przestrzeni, a samochód jest jak najlbszy. Evan wyszczególnił: „Krosno rozciąga się na całej długości pojazdu, z czujnikami i złączami w ciasnych miejscach, wymagające bezpiecznych i precyzyjnych narzędzi, które dostarczył zestaw iFixit Manta.
Balraj skomentował, że „usługa Accu była również o krok powyżej tego, czego oczekiwano dla SUFST. Łatwe i przystojne rozmowy z personelem Accu zawsze sprawiały, że byli bardzo przystępni i utrzymywali styl rodzinny pomimo rozwoju firmy. ” Dyskusje z zespołem Accu obejmują zarówno porady techniczne/aplikacyjne dotyczące komponentów, jak i kontrole i aktualizacje od personelu dotyczące wysyłki części. Ponieważ SUFST działał zgodnie z napiętymi harmonogramami w okresie budowy, musieli zapewnić szybkie dostarczenie odpowiednich komponentów. Balraj dodał, że „naprawdę miło jest mieć tego rodzaju doświadczenie i relacje z dostawcami, bardzo doceniamy szybką dostawę części z Accu”.
Rywalizacja w Formule Student na Silverstone
Wysiłki zespołu przyniosły rezultat na zawodach w lipcu 2021 roku. Przeglądając wydarzenia, Balraj komentuje, że „W tym roku weszliśmy do dwóch różnych klas w Formula Student UK, klasie koncepcyjnej, w której zaprezentowaliśmy nasz projekt dla pretendenta pojazdów elektrycznych 2022, oraz Formuły Student Class, gdzie zabraliśmy nasz pojazd spalinowy do SilverStone, aby osobiście konkurować z innymi samochodami.
”„Wykorzystaliśmy Concept Class, aby uzyskać informacje zwrotne od ekspertów branżowych na temat tego, jak możemy ulepszyć projekt przed wyprodukowaniem naszego elektrycznego wyścigowego wyścigowego. ” Podczas pierwszego zgłoszenia SUFST w tym konkursie, byli zachwyceni, mogąc zająć trzecie miejsce w Engineering Design Event. Balraj dodał: „Gdy drzwi zamykają się w rozdziale spalania, potencjał przyszłych pojazdów elektrycznych z pewnością wygląda obiecująco.
”
„W Silverstone nasza 25 silna załoga pokonała wczesne niepowodzenia w analizie, aby ukończyć pojedynczy okrążenie „sprint” i zakończył sekcję wytrzymałościową, po raz pierwszy ukończyli to wydarzenie na ziemi domowej. Niesamowity pokaz po trudnych dwóch latach sprawił, że zespół zajął piąte miejsce w klasyfikacji generalnej i drugie miejsce w kategorii powracających pojazdów!
Co najważniejsze jednak, SUFST nadal uczy się i cieszy się doświadczeniami oferowanymi w tym wyzwaniu inżynieryjnym. To świetny sposób dla członków zespołu na współpracę i umiejętność inżynierii i zarządzania dobrymi praktykami, nawiązywanie przyjaźni i budowanie relacji roboczych na potrzeby przyszłych karier inżynierskich.
Staże w zespołach takich jak Mercedes i absolwenci rozpoczynają karierę w F1 z takimi osobami jak Williams Racing, przyszłość inżynierii wygląda jasno dla SUFST.
Specjalne podziękowania dla autorów tego artykułu:
- Balraj Basra - lider zespołu 2020-21
- Evan Nichol - przychodzący dyrektor techniczny
- Anokh Vithayathil - Absolwenci Drużyny