Zbudowali bolid elektryczny i już myślą o wersji autonomicznej

Członkowie zespołu © PUT Motorsport

Studenci z założonego w 2014 roku zespołu wyścigowego PUT Motorsport od 7 lat zajmują się projektowaniem, budową oraz testowaniem bolidów wyścigowych klasy Formuła Student. Obecnie nad tym interdyscyplinarnym projektem pracuje 37 studentów z 6 różnych wydziałów Politechniki Poznańskiej i jak co roku rekrutowani są nowi członkowie na kolejny sezon. Zespół składa się z pięciu grup, w tym czterech technicznych: Grupa Systemów Autonomicznych i Elektronicznych, Grupa Zawieszenia, Grupa Konstrukcji Nośnej, Grupa Aerodynamiki. Towarzyszy im również Grupa Marketingu. We współpracy ze sponsorami w ciągu siedmiu lat swojej działalności PUT Motorsport stworzył pięć bolidów spalinowych i dwa elektryczne. W 2020 roku powstał pojazd eWarta, a rok później PM07, który tutaj prezentujemy. 

Bolid PM07 © PUT Motorsport

Projekt z 2021 roku zakładał redukcję masy i znaczne zmiany w zawieszeniu, konstrukcji nośnej oraz pakiecie aerodynamicznym. Bolid PM07 ma wymiary 1469 x 2884 x 1184 mm i waży tylko 170 kg. Wyposażony jest w jednostkę napędową marki EMRAX o mocy 109kW, ograniczonej regulaminem do 80kW, która w 3 sekundy może rozpędzić pojazd do prędkości 100 km/h. Generuje 220 Nm i rozkręca się do 5,5 tys. obrotów. Ubiegłoroczną innowacją był pełny monocoque (nadwozie samonośne), wykonane według technologii opartej na pojazdach Formuły 1. Zespół PUT Motorsport wykonał tego rodzaju bolid jako pierwszy w Polsce. Konstrukcja ma niską masę własną i wysoką sztywność skrętną. Przy projektowaniu zwrócono uwagę na ergonomię oraz bezpieczeństwo kierowcy. Układ zawieszenia zyskał więcej elementów z włókna węglowego, lekkich stopów aluminium i tytanu. Zastosowano też opony o obniżonym profilu i specjalny pakiet aerodynamiczny, który w całości wykonali studenci.  

Prace nad bolidem © PUT Motorsport

'Pakiet aerodynamiczny bolidu PM07 składa się z trójelementowego przedniego i tylnego skrzydła oraz podłogi ze zintegrowanym dyfuzorem i sekcjami bocznymi' — informują członkowie zespołu PUT Motorsport. — 'Ze względu na niesatysfakcjonujące wyniki symulacji CFD, zastosowano niestandardowe profile na głównych płatach przedniego i tylnego skrzydła. Głównymi założeniami przy projektowaniu pakietu były: maksymalizacja docisku przy najszerszym zakresie prędkości, redukcja masy oraz standaryzacja profili w celu redukcji kosztów wykonawstwa. W celu poprawy sprawności układu chłodzenia zostały użyte specjalne kanały wlotowe i wylotowe przy chłodnicach.'

Bolid z napędem elektrycznym PM07 © PUT Motorsport

Wykonanie bolidu PM07 kosztowało 1,3 mln PLN. Finansowego wsparcia udzieliły firmy Enea Operator i Volkswagen Polska oraz Politechnika Poznańska, która pomogła merytorycznie i zapewniła potrzebną infrastrukturę. W prace nad pojazdem szczególnie zaangażowany był wydział Inżynierii Lądowej i Transportu. Wśród wielu sponsorów znalazła się firma Coroflex dostarczając okablowanie, igus Polska przekazując elementy złączne oraz rod end’y, łożyska ślizgowe i przewód elektryczny chainflex, firma GM & Mikroprint pozwoliła skorzystać z filamentów do drukarek, a Sieć Łukasiewicz - IPS TABOR pomogła przy niezbędnych badaniach. W Zakładzie Metrologii i Systemów Pomiarowych w Laboratorium Techniki Współrzędnościowej został wykonany pomiar geometryczny przedniej części gotowego monokoku. Skan 3D umożliwił sprawdzenie zgodności wymiarowej i geometrycznej z zaprojektowanym wcześniej modelem CAD. W ramach współpracy z PUT Motorsport firma WH Technologies umożliwiła skorzystanie z wysokiej jakości elementów elektryki oraz złączy DTM, natomiast firma SICK Sensor Intelligence udostępniła lidar wykorzystywany przez studentów już od 2019 roku do prac nad w pełni autonomicznym bolidem, który weźmie udział w tegorocznych zawodach Formula Student Driverless 2022. Oprócz wymienionych firm, związanych z branżą elektroniczną, wśród sponsorów znalazły się przedsiębiorstwa, których logotypy w ramach podziękowania zostały umieszczone na spoilerze PM07 oraz na stronie PUT Motorsport.  

'Prace nad bolidem autonomicznym ruszyły już w zeszłym sezonie' — mówią członkowie zespołu. — 'Miały na celu opanowanie systemów percepcji skanera laserowego oraz kamer mono i stereowizyjnych, jak również opracowanie algorytmów rozpoznawania pachołków wyznaczających trasę, wybór optymalnej strategii sterowania i testy algorytmów sterujących na symulatorze. Działania obejmowały też zaprojektowanie wszystkich elementów wykonawczych od strony mechanicznej i elektronicznej układu sterowania kolumną kierowniczą oraz mechanizmem sterowania układem hamulcowym. Aktualnie przechodzimy w fazę zbierania danych z systemów percepcji podczas jazdy na torze, w celu walidacji poprzednio wykonanych symulacji.' 

© PUT Motorsport

Nowy bolid zespołu PUT Motorsport, oprócz wiązki elektrycznej dla układu wysokiego i niskiego napięcia, będzie wyposażony w wiązkę dla układów driverless. W pierwszym etapie projektowania konstruktorzy opracują nowy model - od wersji CAD w programie SolidWorks, udostępnionym zespołowi przez firmę DPS Software, po symulacje, obliczenia, oprogramowanie i projekty płytek PCB. Podczas cotygodniowych spotkań studenci przygotują się też do Quizu, czyli inżynierskich testów kwalifikujących do zawodów Formula Student. Będą dyskutować o zawieszeniu, konstrukcji nośnej, elektryce i aerodynamice oraz omawiać postępy prac projektowych. Najnowszy model opracują w systemie PDM (Product Data Management) pozwalającym na jednoczesne działanie wielu konstruktorów w czasie rzeczywistym. 

'Ze względu na wysoką konkurencyjność zawodów Formuła Student, w każdym roku projektujemy, konstruujemy i ścigamy się nowym bolidem' — opowiada zespół PUT Motorsport. — 'Z tego powodu konstrukcje z zeszłych lat schodzą na dalszy plan, ale służą jako platformy testowe dla nowych elementów i dla naszych kierowców. Zdarza się również, że ze względów finansowych lub jako awaryjne części zamienne, część komponentów dostaje drugie życie w nowej konstrukcji. Tegoroczny pierwszy w pełni autonomiczny bolid będzie nam służył wyjątkowo długo jako platforma badawczo-rozwojowa.' 

Z firmą WH Technologies zespół PUT Motorsport współpracuje już czwarty sezon. Producent wiązek elektrycznych niskiego napięcia wspiera studentów od początku elektryfikacji bolidów, dostarczając wysokiej jakości przewody, plecione oploty, rurki i kapturki termokurczliwe, jak również złącza spełniające standardy automotive oraz narzędzia do ich montażu, czyli specjalistyczne zaciskarki i ściągacze izolacji. Dzięki kompleksowej pomocy ze strony WH Technologies zespół wyścigowy był w stanie skonstruować niezawodne i trwałe wiązki elektryczne oraz układy pomiarowe do swoich bolidów. W przyszłości firma WHT zamierza rozszerzyć współpracę z PUT Motorsport. 

W ramach obopólnej promocji producent wiązek zaprosił młodych konstruktorów na jednodniowe targi TEK.day, które odbędą się 31 marca 2022 roku na terenie Tarczyński Arena Wrocław. Odwiedzający będą mogli obejrzeć elektryczny pojazd wyścigowy PM07 i porozmawiać z członkami zespołu z Politechniki Poznańskiej o tegorocznej wersji autonomicznej Driverless Vehicle. 

Zapisy: tekday.pl

Opracowała: Agnieszka Kubasik