Технологии - обяснете инженерите от Формула 1 утре
от Себастиан Сатлър
26.03.2013, 17:36
Утрешните инженери на Формула 1 обясняват технологията на Формула Студент. Днес: воланът.
Воланът TUfast е един от най-усъвършенстваните технически и ергономично волани във Formula Student. През 2009 г. целта беше да се преработи настоящият волан и да се подобрят много аспекти за предстоящия сезон. С голямо внимание към детайлите и необходимото съвършенство, резултатът беше толкова добър, че воланът не се е променил досега и се представя с гордост отново и отново.
Какво трябва да може да направи воланът на състезателна кола? Най-важното качество е сигурността. Тъй като воланът предава намеренията на водача на пътя, той трябва да функционира надеждно. Следователно на всяка цена трябва да се избягва повреда на функцията на управление. Тази зона също означава, че зрителното поле на водача не трябва да бъде препятствано в което и да е положение на кормилното управление. Тук е много важна и ергономичността. Шофьорът трябва да се концентрира върху маршрута. Следователно той трябва да може да изпълнява функции на волана лесно и интуитивно, а формата трябва да се адаптира към ръката му възможно най-удобно.
Тъй като воланът може да се разглежда по-отблизо като една от малкото подвижни части, той също трябва да направи много сериозно впечатление визуално. Освен това има следните аспекти: максимален експлоатационен живот, минимални разходи и тегло. Те често са в конфликт помежду си. И накрая, разбира се, трябва да се осигури и технологичност.
Как се получава перфектната форма?
Отправната точка беше воланът за сезон 2008/09. Първо беше направен анализ по този въпрос и всички отрицателни точки бяха разработени. Преди всичко това включваше прекомерното тегло и лошите ергономични свойства. TUFast си постави за цел лек, но стабилен волан, който лежи удобно в ръката и осигурява фиксирана позиция за пръстите. Много предложения за подобрение бяха съставени и проверени за тяхната осъществимост. Като първа концепция тя беше прехвърлена от хартия за скици в CAD модел. За да проверят успеха, учениците изработиха от него бърз прототипен модел. Концепцията се оказа добра. „Доброто“ не беше достатъчно, затова отново седнахте и повторихте процеса. Тогава заложените цели най-накрая бяха постигнати и намерена перфектната форма.
Най-важната характеристика на новия волан е теглото му. Воланът, включително всички бутони, капаци, дисплеи и лостове за превключване, тежи само 235 g (без Quicklock). Въпреки това, благодарение на отличната конструкция и специалната структура на слоя, той може да издържи на високите изисквания на състезанието. Друга специална характеристика: копчетата за превключване. Те се състоят от непрекъсната CFRP част и тежат само 12 g. Те са залепени към задната част на волана и са подложени на огъване само при смяна на предавката. Ако има определено количество отклонение, те натискат бутон на гърба на волана, което накрая задейства смяната на предавката.
Вниманието към детайла може да се види при преходите между двете половини (отпред и отзад). Поради адхезивната повърхност там не могат да се предотвратят малки неравности, но могат да бъдат направени почти незабележими чрез хитра посока на припокриване. Има три зони, където ръката или пръстите на водача почиват. По принцип предната половина на лепилната повърхност е над задната половина. Тъй като обаче пръстите на водача са преместени отзад в предната част в точка 1, предната половина е под задната половина. За да предотвратите плъзгане на ръцете ви по волана, има две издутини от всяка страна над и под пръстите (точка 2).
В предната част на волана е инсталиран малък 7-сегментен дисплей, който показва на водача коя предавка се използва. Воланът има 6 бутони и две колела за превъртане. На гърба има бутони за превключване нагоре или надолу. Предната част е пълна с щракалки за различни функции:
AU: Автоматично превключване нагоре (независимо превключване)
Н: Превключва превключвателя в неутрално положение
COM: Комуникационен драйвер - екип
ДОБРЕ: За да потвърдите
Копчета: Превключване през бордовия компютър и регулиране на контрола на сцеплението
За да постигнат възможно най-ниското тегло, бъдещите инженери решиха да ги произвеждат от CFRP. Така че воланът трябваше да бъде разделен на две части и за всяка от тях трябва да бъде извлечена матрица за ламиниране. Тези форми са фрезовани от алуминий, след това гладко полирани и подготвени за ламиниране. Слоевете на CFRP се състоят от препрег. Най-външният слой се полага със зърното под ъгъл от 45 градуса спрямо хоризонталата, като следващите слоеве винаги се изместват с 45 градуса спрямо предишния.
Тук се различават и предната и задната част. Предната част се състои от общо три слоя. Гърбът има 3 милиметрова сърцевина на Rohacel, която е затворена с три слоя от всяка страна (общо общо шест). И за двете половини е еднакво, че в зоните, където почиват ръцете, има само два слоя. След изпичане двете половини могат да бъдат извадени от формата. Те са подрязани и в крайна сметка им е дадена електрониката. Едва в края двете половини са залепени заедно.
Въпреки много доброто проектиране и производство, могат да възникнат малки проблеми: Превключвателите на лопатките от едно парче осигуряват по-голямо съпротивление от бутоните при отклонение, което означава, че не се развива определена точка на натиск и следователно на водача се изпраща малко обратна връзка за процеса на превключване. Тъй като се правят много промени в предавките в различните дисциплини, както и в тестовите задвижвания, конструкцията на кобилицата губи своята здравина. В дадената точка на огъване отделните влакна се счупват след продължителна употреба и евентуално по-големи пукнатини.
Внимателната проверка на електрониката е абсолютно необходима, преди двете половини да бъдат слепени. След като се съберат, само част от електрониката може да бъде достъпна чрез премахване на предния капак. Има и проблеми с ламинирането: Особено при четирите издутини в задната част е трудно да се прикрепят достатъчно влакна и смола. Това често води до сухи зони, които са визуално и ергономично неприемливи.
Необходими са много усилия и време, за да се създаде волан с толкова високи изисквания, особено ако той трябва да бъде направен от CFRP. Дори ако вече са налични алуминиеви форми и трябва да се ламинират „само“, усилията не трябва да се пренебрегват. Резултатът е доста впечатляващ. В допълнение, някои предимства могат да бъдат извлечени от ниското тегло и ергономичното високо качество в състезанието.
Вашето ново приложение за автоспорт е тук:
безплатно и дори по-добре - изтеглете сега!
Изтеглете от iOS App Store