Formula SAE - Formula SAE
.jpg)
Formula SAE je soutěž studentských návrhů pořádaná společností SAE International (dříve známá jako společnost automobilových inženýrů, SAE). Soutěž byla zahájena v roce 1980 studentskou pobočkou SAE na University of Texas v Austinu poté, co se předchozí soutěž o asfaltové závody ukázala jako neudržitelná.
Pojem
Koncept formule SAE spočívá v tom, že fiktivní výrobní společnost najala studentský konstrukční tým na vývoj malého závodního vozu ve stylu formule . Prototyp závodního vozu je třeba vyhodnotit z hlediska jeho potenciálu jako produkčního předmětu. Cílovou marketingovou skupinou pro závodní auto je neprofesionální víkendový autokrosový závodník. Každý tým studentů navrhuje, staví a testuje prototyp na základě řady pravidel, jejichž účelem je jednak zajištění bezpečnosti na trati (auta řídí samotní studenti), jednak podpora chytrého řešení problémů.
Prototyp závodního vozu je posuzován na řadě různých událostí. Rozpis bodů pro většinu závodů Formule SAE je:
| Statické události | |
|---|---|
| Designová událost | 150 |
| Událost analýzy nákladů a výroby | 100 |
| Prezentační událost | 75 |
| Dynamické události | |
| Událost zrychlení | 100 |
| Událost Skidpad | 75 |
| Autokrosová událost | 125 |
| Událost úspory paliva | 100 |
| Vytrvalostní událost | 275 |
| Celkový možný počet bodů | 1 000 |
Kromě těchto akcí udělují různí sponzoři soutěže ocenění za vynikající designové úspěchy. Například nejlepší využití etanolového paliva E-85, inovativní využití elektroniky, recyklovatelnost, odolnost proti nárazům, analytický přístup k designu a celkový dynamický výkon jsou některými z dostupných ocenění. Na začátku soutěže je vozidlo během technické kontroly zkontrolováno na dodržování pravidel. Jeho brzdná schopnost, stabilita při převrácení a hladina hluku se kontrolují, než je vozidlu umožněno soutěžit v dynamických událostech (Skidpad, Autocross, Acceleration a Endurance).
Velké společnosti, jako jsou General Motors , Ford a Chrysler , mohou spolupracovat s více než 1 000 studentskými inženýry. Tito studenti, kteří pracují v týmech kdekoli mezi dvěma a třiceti lety, prokázali schopnost vyrobit fungující prototyp vozidla.
Mezi dobrovolníky pro hodnocení designu patří někteří z nejvýznamnějších inženýrů a konzultantů závodního průmyslu, včetně zesnulých Carrolla Smitha , Billa Mitchella, Douga Millikena, Clauda Rouelle, Jacka Aulda , Johna LePlanteho , Rona Tauranaca a Bryana Kubaly .
Dnes se soutěž rozšířila a zahrnuje více než 12 akcí po celém světě. Například Formula Student je podobná událost schválená SAE ve Velké Británii, stejně jako Formula SAE Australasia (Formula SAE-A), která se koná v Austrálii . Verein Deutscher Ingenieure (VDI) pořádá soutěž Formula Student Germany na Hockenheimringu .
V roce 2007 byla zahájena odnož s názvem Formula Hybrid . Je to podobné jako u Formule SAE, až na to, že všechna auta musí mít benzínově-elektrické hybridní elektrárny. Soutěž se koná na New Hampshire International Speedway . [1]
V roce 2010 byla slavnostně otevřena Formula Student Electric, která vyžaduje, aby studenti postavili plně elektricky poháněné závodní vozidlo.
V roce 2017 byla uvedena do provozu Formula Student Driverless.
Shrnutí pravidel
Soutěž studentů
Formula SAE má relativně málo výkonnostních omezení. Tým musí být složen výhradně z aktivních studentů univerzity (včetně řidičů), což klade zjevná omezení na dostupnou pracovní dobu, dovednosti, zkušenosti a představuje jedinečné výzvy, kterým profesionální závodní týmy čelí s placeným a kvalifikovaným personálem. Toto omezení znamená, že ostatní předpisy mohou být mnohem méně omezující než většina profesionálních sérií.
Studenti mohou přijímat rady a kritiku od profesionálních inženýrů nebo profesorů, ale veškerý design automobilu musí být prováděn samotnými studenty. Studenti jsou také výhradně zodpovědní za získávání finančních prostředků, ačkoli nejúspěšnější týmy jsou založeny na kurikulárních programech a mají rozpočty sponzorované univerzitami. Bodový systém je navíc organizován tak, aby více strategií mohlo vést k úspěchu. To vede k velké rozmanitosti automobilů, což je ve světě motoristického sportu rarita.
Motor
Motor musí být čtyřdobý , Otto-cyklus pístový motor se zdvihovým ne větší než 710cc. Za škrticí klapkou a před jakýmkoli kompresorem musí být namontován omezovač vzduchu kruhového průřezu , s průměrem ne větším než 20 mm pro benzínové motory, s nuceným nasáváním nebo s atmosférickým sáním, nebo 19 mm pro motory na ethanol. Omezovač udržuje u většiny vozů FSAE úrovně výkonu pod 100 hp. Nejčastěji se používají sériové čtyřválcové sportovní motory o objemu 600 ccm kvůli jejich dostupnosti a zdvihovému objemu. Existuje však mnoho týmů, které používají menší V-twin a jednoválcové motory, hlavně kvůli jejich výhodám v oblasti úspory hmotnosti a balení. Týmy velmi zřídka vytvářejí motor od nuly, několik příkladů zahrnuje vstup V8 Západní Washingtonské univerzity V4 v roce 2001, motor „WATTARD“ University of Melbourne v letech 2003–2004 a V dvojče University of Auckland .
Suspenze
Odpružení je neomezené s výjimkou bezpečnostních předpisů a požadavku na celkový zdvih kol 50 mm. Většina týmů volí nezávislé zavěšení všech kol , téměř univerzálně s dvojitými příčnými rameny . Aktivní pozastavení je legální.
Aerodynamika
Komplexní aerodynamické balíčky, i když není nutné soutěžit v soutěži, jsou běžné u nejrychlejších týmů v soutěži. Vzhledem k tomu, že nízké rychlosti soutěže FSAE zřídka překračují rychlost 97 km / h, musí být návrhy důkladně zdůvodněny při posuzování návrhů pomocí testování v aerodynamickém tunelu , výpočetní dynamiky tekutin a testování na trati. Aerodynamická zařízení jsou regulována prostřednictvím maximální velikosti a poháněná aerodynamická zařízení jsou zakázána.
Hmotnost
Neexistuje žádné omezení hmotnosti. Hmotnost průměrného konkurenčního vozu Formule SAE je v závodní výbavě obvykle nižší než 440 lb (200 kg). Nedostatek regulace hmotnosti v kombinaci s poněkud pevným stropem výkonu však povzbuzuje týmy k přijetí inovativních strategií snižování hmotnosti, jako je použití kompozitních materiálů, komplikované a nákladné projekty obrábění a rychlé prototypování . V roce 2009 bylo na část spotřeby paliva u vytrvalostních akcí přiděleno 100 ze 400 bodů vytrvalosti, což je nárůst z 50. Tato změna pravidel poznamenalo trend v downsizingu motoru ve snaze ušetřit na váze a zvýšit spotřebu paliva. Několik špičkových týmů přešlo od vysoce výkonných čtyřválcových automobilů k menším, jednoválcovým nebo dvouválcovým motorům, které, i když obvykle mají mnohem menší výkon, umožňují snížení hmotnosti o 34 lb nebo více a také poskytují mnohem lepší spotřebu paliva. Pokud lehký jednoválcový vůz dokáže udržet přiměřené tempo ve vytrvalostních závodech, může často vyrovnat body ztracené v celkovém čase těžším a výkonným automobilům díky výjimečnému skóre spotřeby paliva.
- Příklad: Na vytrvalostním závodě Formule SAE West 2009 dokončili třetí místo Rochester Institute of Technology se čtyřválcovým vozem vytrvalostní kurz za 22 minut, zatímco na čtvrtém místě skončila Oregonská státní univerzita za 22 minut, 47 sekundy s jejich jednoválcovým vozem; to poskytlo RIT 290,6 z 300 bodů za část závodu a 289,2 bodů OSU. OSU však spotřeboval nejméně paliva ze všech automobilů (0,671 US gal (2,54 l) nebo 20,3 mpg –US (0,116 l / km) během celého vytrvalostního závodu) a získal celých 100 bodů za úsporu paliva, zatímco RIT 1,163 US gal (4,40 l) (11,75 mpg -USA (0,2002 l / km)), a tak byl jen udělen 23,9 z dostupných bodů. RIT zvítězil v celkové konkurenci pouze o 8,9 bodu nad OSU, když ve všech ostatních dynamických událostech zaznamenal o něco lepší výsledek.
Bezpečnost
Většina předpisů se týká bezpečnosti. Automobily musí mít dva ocelové obruče s určenou tloušťkou a slitinou, bez ohledu na složení zbytku podvozku. V nose musí být tlumič nárazu a před testováním musí být předloženy údaje o nárazovém testování tohoto tlumiče. Automobily musí také mít dva hydraulické brzdové okruhy, plné pětibodové závodní postroje a musí splňovat geometrické šablony pro umístění řidiče v kokpitu pro všechny soutěžící řidiče. Zkoušky náklonu zajišťují, že z automobilu v silných zatáčkách nevytekají žádné kapaliny a mezi řidičem a palivem, chladicí kapalinou nebo olejovým potrubím nesmí být žádná přímá viditelnost.
Dějiny
_win_First_Place_trophy_with_race_car_and_%241,000_(10002858).jpg)
V roce 1979 se na University of Houston konal jediný SAE Mini-Indy . Koncipovaný Dr. Kurt M. Marshek , soutěž byla inspirována jak na to článek, který se objevil v Popular Mechanics časopisu, pro malé, „Indy stylu“ vozidlo vyrobené ze dřeva a poháněn pět koní Briggs a Strattonův motor. S využitím soutěží Mini Baja jako průvodce museli studenti strojírenství navrhovat a vyrábět malá vozidla v „indickém stylu“ s použitím stejného sériového motoru, jaký se používá v článku Popular Mechanics . Přihlásilo se třináct škol a jedenáct soutěžilo. Texaská univerzita v El Pasu zvítězila v celkové soutěži pod hlavním dohledem.
Ačkoli Dr. William Shapton (který nedávno opustil univerzitu v Cincinnati, aby se připojil k Michiganské technologické univerzitě ), prosadil myšlenku uspořádat podobnou soutěž v roce 1980, nikdo nepřistoupil k organizaci další Mini-Indy.
V roce 1980, kdy se členové nové studentské pobočky SAE na University of Texas (Austin) dozvěděli, že Mini-Indy zemřeli, vytvořili koncept nové meziuniverzitní soutěže studentského inženýrského designu, která by studentům umožnila aplikovat to, co se učili ve třídě na komplexní problém skutečného strojírenského designu: design a vývoj závodního vozu. Členové studentské pobočky UT SAE Robert Edwards a John Tellkamp vedli diskusi mezi členy UT SAE a představili soutěž, která by zahrnovala návrh a konstrukci závodního vozu v duchu tehdy populárního závodního seriálu základní úrovně SCCA Formula 440. Profesor Matthews přišel s názvem „Formula SAE“ podle formátu Formule A a Formule Vee, ale zdůraznil, že tento nový závodní vůz byl spíše technickou soutěží než soutěží jezdců. Školy se sejdou po skončení akademického roku, aby soutěžíly a určily, kdo postavil nejlepší auto. Edwards, Tellkamp a kolegové UT SAE Joe Green, Dick Morton, Mike Best a Carl Morris navrhli soubor pravidel bezpečnosti a soutěže a představili je členství v studentské pobočce SAE a poradci fakulty UT SAE prof. Ronovi Matthewsovi. Profesor Matthews poté kontaktoval Boba Sechlera z oddělení vzdělávacích vztahů SAE v sídle SAE a požádal o jeho svolení jak k založení nové meziuniverzitní studentské soutěže inženýrského designu, tak k uspořádání první soutěže Formula SAE v létě 1981, a on souhlasil. Nově vytvořená pobočka UT SAE, která se skládá převážně z automobilových a motocyklových nadšenců, kteří mají inženýrské tituly, včetně několika, kteří opustili kariéru v oborech, pro které trh práce prakticky zmizel kvůli depresivní ekonomice na začátku 80. let - včetně některých zkušených automechaniků, přijali a přijali koncept s malou představou o tom, do čeho se dostali. Vedoucí studentských poboček SAE Mike Best, Carl Morris a Sylvia Obregon spolu s Dr. Matthewsem začali plánovat a organizovat akci, která se bude konat následující rok.
Zde je důležité si uvědomit, že Formula SAE NENÍ pouhým přejmenováním soutěže Mini-Indy, ale místo toho byla zcela novou meziuniverzitní studentskou konstrukční soutěží. Na rozdíl od všech předchozích studentských závodů / designových soutěží schválených SAE, včetně Mini-Indy, pravidla Formula SAE ponechala výběr motoru na konstrukčním týmu, pokud byl použit čtyřtaktní motor s omezovačem sání o průměru jednoho palce. (Současná pravidla Formule SAE umožňují týmům používat čtyřtaktní motory do 710 cm3, s menším omezovačem.) Na rozdíl od všech předchozích studentských závodů / designových soutěží schválených SAE, včetně Mini-Indy, byly úpravy motorů povoleny a povzbuzován. První soutěž Formule SAE se konala na parkovišti baseballového hřiště UT (hřiště Disch-Falk) v areálu University of Texas o víkendu Memorial Day 1981. Mezi poroty patřil legendární inženýr / majitel / řidič závodního automobilu a mistr Indy 500 Jim Sál. Zatímco náhlá texaská dešťová bouře poslala všechny, kteří se ten den snažili o útěk, utajit, počasí nedokázalo utlumit náladu studentů, rozhodčích nebo diváků a zrodila se formule SAE. Texaská univerzita pořádala akci od roku 1982 do roku 1984, jak rostla popularita a počet účastníků. V těchto následujících letech společnost UT přesunula soutěž Formula SAE na další parkovací plochy, které zahrnovaly změny nadmořské výšky a odbavovací plochy pro příjezdové cesty, které si vynutily použití funkčních pozastavení. Tato událost se stala mezinárodní v roce 1982 vstupem týmu Universidad La Salle z Mexico City. Významné změny pravidel pro rok 1982 byly: 1) limit posunutí 600 ccm (300 ccm pro Wankels), ale pravidlo o průměru 1 palce bylo zachováno, 2) požadavek na nezávislé zavěšení všech kol (Mini-Indy neměl pravidla pro odpružení) a 3) přidání dočasné třídy vozidel „B&S“, které byly původně navrženy pro Mini-Baja, musely si ponechat motor Briggs & Stratton o výkonu 8 hp a nemuseli vyhovovat čtyřkolovým motorům pravidlo nezávislého pozastavení. Po návratu týmu z Universidad La Salle byla Formula SAE mezinárodní soutěží. Jediným omezením motoru, kterým byl limit zdvihového objemu 600 cm3 a maximální průměr 1 palce pro sání, vzkvétala kreativita. Také v roce 1983 byla odstraněna dočasná třída B&S, Texaská univerzita v Austinu vstoupila do prvního kompozitního vozidla Formule SAE a Marquette University do prvního přeplňovaného motoru. Pravidla umožnila automobilu Formula SAE soutěžit dva roky jako uznání úsilí potřebného k výrobě a testování kvalitního vozu. To také umožnilo studentům zkušenosti s re-engineeringem a vylepšováním konstrukčních prvků, které nefungovaly. Pravidla pro rok 1984 výslovně umožňovala přeplňování turbodmychadly, přeplňování a použití oxidu dusného, ale motor musel dýchat výstupním otvorem odlitku karburátoru o průměru 25,4 mm (rok 1984 byl před elektronickým vstřikováním paliva). Omezovače sání motoru byly později zpřísněny, protože auta se meziročně zrychlovala, jak se předávaly znalosti uvnitř a mezi týmy. Rovněž bylo vyhlášeno pravidlo rozvoru 65–100 palců, stejně jako pravidlo vyžadující, aby všechna vozidla měla „karoserii podobnou formuli“. Pole Formula SAE se v roce 1984 rozrostlo na jedenáct vozů, takže Texaská univerzita v Austinu rozhodla, že soutěž dospěla natolik, že bylo bezpečné ji předat dalším hostitelům.
Soutěž pořádala Texaská univerzita v Austinu do roku 1984. V roce 1985 soutěž pořádala Texaská univerzita v Arlingtonu . Tam Dr. Robert Woods s vedením výboru pro aktivity studentů SAE změnil koncept soutěže z jedné, kde studenti postavili čisté závodní auto, na jednu, která odráží soutěže SAE Mini-Baja, kde měli navrhnout a postavit vozidlo pro omezenou sériovou výrobu.
Společnost General Motors uspořádala soutěž v roce 1991, společnost Ford Motor Co. v roce 1992 a společnost Chrysler Corp. v roce 1993. Po soutěži v roce 1992 vytvořili tři konsorcium pro provozování Formule SAE.
Na konci soutěže v roce 2008 konsorcium zaniklo. Tato akce je nyní financována SAE prostřednictvím sponzorství a darů společnosti spolu s poplatky za zápis týmů.
Vítězové
Viz také
Reference
- Bass, Edward A., Larry M. Bendele a Scott T. McBroom (1990), „The 1989 Formula SAE Student Design Competition“, SAE Paper 900840, doi: 10,4271 / 900840.
- Beckel, Stephen A., Sylvia Obregon a Ronald D. Matthews (1982), „The National Intercollegiate Formula SAE Competition“, SAE Paper 821093, doi: 10,4271 / 821093.
- Matthews, Ronald D., Richard K. Morton a Billy H. Wood (1983), „The 1983 Formula SAE Championship Competition“, SAE Paper 831390, 1983, doi: 10,4271 / 831390.
- Matthews, Ronald D., Dan Worcester, Billy Wood a Tim Ryan (1984), „The 1984 Formula SAE Intercollegiate Competition“, SAE Paper 841163, doi: 10,4271 / 841163.