Технологія - поясніть інженерам Формули-1 завтра
Себастьяна Саттлера
26.03.2013, 17:36
Завтрашні інженери Формули-1 пояснюють технологію Formula Student. Сьогодні: кермо.
Кермо TUfast - одне з найбільш технічно та ергономічно досконалих кермів у Formula Student. У 2009 році метою було переробити поточне кермо та покращити багато аспектів на майбутній сезон. Завдяки великій увазі до деталей та необхідній досконалості результат був настільки хорошим, що кермо не змінився дотепер, і це представлено з гордістю знову і знову.
Що повинен вміти робити кермо гоночного автомобіля? Найважливіша якість - це безпека. Оскільки кермо передає наміри водія на дорогу, воно повинно надійно функціонувати. Тому слід уникати збою функції рульового управління. Ця зона також означає, що поле зору водія не повинно перешкоджати будь-якому рульовому положенню. Тут також дуже важлива ергономіка. Водій повинен зосередитися на маршруті. Тому він повинен мати можливість виконувати функції на кермі легко та інтуїтивно, а форма повинна максимально зручно пристосовуватися до його руки.
Оскільки кермо можна пильніше розглядати як одну з небагатьох знімних деталей, це також повинно справити дуже серйозне враження візуально. Крім того, є такі аспекти: максимальний термін служби, мінімальні витрати та вага. Вони часто конфліктують між собою. Нарешті, звичайно, також повинна бути забезпечена технологічність.
Як ви отримуєте ідеальну форму?
Відправною точкою стало кермо сезону 2008/09. Спочатку було проведено аналіз щодо цього, і всі негативні моменти були розроблені. Перш за все, це включало надмірну вагу та погані ергономічні властивості. TUFast поставив собі за мету легке, але стабільне кермо, яке зручно лежить у руці та забезпечує фіксоване положення пальців. Було зібрано багато пропозицій щодо вдосконалення та перевірено їх доцільність. Як перша концепція, вона була перенесена з ескізного паперу на модель САПР. Щоб перевірити успіх, студенти виготовили з нього швидкий прототип. Концепція виявилася вдалою. "Добре" було недостатньо, тож ви знову сіли і повторили процес. Тоді поставлені цілі були нарешті досягнуті та знайдена ідеальна форма.
Найважливішою характеристикою нового керма є його вага. Кермо, включаючи всі кнопки, кришки, дисплеї та весла перемикання передач, важить лише 235 г (без Quicklock). Тим не менше, він витримує високі вимоги перегонів завдяки своїй чудовій конструкції та спеціальній структурі шарів. Ще одна особливість: коромисла. Вони складаються з суцільної деталі CFRP і важать лише 12 г. Вони приклеєні до задньої частини керма і піддаються вигину лише при перемиканні. Якщо є певна величина прогину, вони натискають кнопку на задній частині керма, що остаточно спрацьовує на зміну передачі.
Увагу до деталей можна помітити при переходах між двома половинками (передньою і задньою). Через клейову поверхню неможливо запобігти невеликим нерівностям, але їх можна зробити майже непомітними завдяки розумному напрямку перекриття. Є три області, де рука чи пальці водія спираються. Загалом, передня половина клейової поверхні знаходиться вище задньої. Однак, оскільки пальці водія рухаються ззаду наперед в точці 1, передня половина знаходиться нижче задньої половини. Щоб запобігти ковзанню рук на кермі, є дві опуклості з кожного боку зверху та знизу пальців (точка 2).
У передній частині керма встановлений невеликий 7-сегментний дисплей, який показує водієві, яка передача використовується. Кермо має 6 кнопок і два колеса прокрутки. На задній панелі розташовані кнопки для переключення вгору або вниз. Спереду всіяні застібки для різних функцій:
АС: Автоматичне перемикання вгору (незалежне перемикання)
N: Переводить перемикач передач у нейтральне положення
COM: Драйвер спілкування - команда
ГАРАЗД: Підтвердити
Ручки: Переключення через бортовий комп'ютер та регулювання контролю тяги
Щоб досягти якомога меншої ваги, майбутні інженери вирішили виготовляти їх із CFRP. Отже, кермо потрібно було розділити на дві частини, і для кожної з них потрібно було отримати форму для ламінування. Ці фігури були фрезеровані з алюмінію, потім відшліфовані гладкими і підготовлені до ламінування. Шари CFRP складаються з препрегу. Зовнішній шар укладається зерном під кутом 45 градусів до горизонталі, наступні шари завжди зміщуються на 45 градусів до попереднього.
Передня і задня сторони також тут відрізняються. Фронт складається загалом із трьох шарів. Спинка має 3-міліметровий сердечник Rohacel, який укладений трьома шарами з кожного боку (загалом шість). Для обох половин однаково, що в областях, де відпочивають руки, є лише два шари. Після випікання дві половинки можна вийняти з форми. Їх обрізають і, зрештою, їм дають електроніку. Тільки в кінці дві половинки склеєні.
Незважаючи на дуже хорошу конструкцію та виготовлення, можуть виникнути невеликі проблеми: цілісні лопатеві перемикачі забезпечують більший опір, ніж кнопки при відхиленні, а це означає, що жодна визначена точка тиску не розвивається, і тому водієві надсилається мало відгуків про процес перемикання передач. Оскільки в різних дисциплінах, а також на тест-драйвах проводиться багато змін передач, конструкція коромислов втрачає свою міцність. У зазначеній точці згинання окремі волокна руйнуються і з часом збільшуються тріщини після тривалого використання.
Потрібна ретельна перевірка електроніки, перш ніж дві половини склеювати. Після їх з’єднання можна отримати доступ лише до частини електроніки, знявши передню кришку. Існують також проблеми з ламінуванням: особливо з чотирма опуклостями в спині важко прикріпити достатню кількість волокон та смоли. Це часто призводить до сухих ділянок, які є візуально та ергономічно неприйнятними.
Щоб виготовити рульове колесо з такими високими вимогами, потрібно багато сил і часу, особливо якщо воно має бути виготовлене з CFRP. Навіть якщо алюмінієві форми зараз доступні, і їх потрібно ламінувати лише “, не слід нехтувати зусиллями. Результат досить вражаючий. Крім того, деякі переваги можна отримати завдяки низькій вазі та ергономічній високій якості в гонці.
Ваш новий додаток для автоспорту тут:
безкоштовно і навіть краще - завантажте зараз!
Завантажте з магазину iOS App Store