Formula SAE - Formula SAE
.jpg)
A Formula SAE egy hallgatói tervpályázat, amelyet a SAE International (korábban Autóipari Mérnökök Társasága, SAE) szervezett. A versenyt 1980-ban kezdte az ausztrál Texasi Egyetemen működő SAE hallgatói fiókja, miután egy korábbi aszfaltverseny fenntarthatatlannak bizonyult.
Koncepció
A Formula SAE koncepciója az, hogy egy kitalált gyártó cég egy hallgatói tervezőcsapattal szerződött egy kis Formula-stílusú versenyautó kifejlesztésére . A versenyautó prototípusát fel kell mérni annak lehetőségeire, mint gyártási cikkre. A versenyautó célcsoportja a nem hivatásos hétvégi autokrossz versenyző. Minden diákcsapat tervez, gyárt és tesztel egy prototípust egy sor szabály alapján, amelynek célja mind a pályán való biztonság biztosítása (az autókat maguk a diákok vezetik), mind az okos problémamegoldás elősegítése.
A versenyautó prototípusát számos különböző eseményen ítélik meg. A legtöbb Formula SAE esemény pontszáma:
| Statikus események | |
|---|---|
| Design esemény | 150 |
| Költség- és gyártáselemzési esemény | 100 |
| Prezentációs esemény | 75 |
| Dinamikus események | |
| Gyorsulási esemény | 100 |
| Skidpad esemény | 75 |
| Autokrossz esemény | 125 |
| Üzemanyag-takarékossági esemény | 100 |
| Kitartás esemény | 275 |
| Összes lehetséges pont | 1000 |
Ezen események mellett a verseny különféle támogatói díjakat adnak a kiváló tervezési teljesítményekért. Például az E-85 etanol üzemanyag legjobb felhasználása, az elektronika innovatív felhasználása, az újrahasznosíthatóság, az ütközésképesség, a tervezés elemzési megközelítése és az általános dinamikus teljesítmény a rendelkezésre álló díjak közül néhány. A verseny kezdetén a járművet a műszaki ellenőrzés során ellenőrzik, hogy megfelel-e a szabályoknak. Fékező képességét, borulásstabilitását és zajszintjét ellenőrizzük, mielőtt a jármű versenyben maradhatna a dinamikus eseményekben (Skidpad, Autocross, Gyorsulás és Kitartás).
A nagyvállalatok, például a General Motors , a Ford és a Chrysler munkatársai több mint 1000 hallgató mérnökkel léphetnek kapcsolatba. Két és 30 év közötti csapatokban dolgozva ezek a hallgatók bebizonyították, hogy képesek egy működő prototípus jármű gyártására.
A tervezési bíráskodás önkéntesei között szerepel a versenyipar legkiválóbb mérnökei és tanácsadói, köztük néhai Carroll Smith , Bill Mitchell, Doug Milliken, Claude Rouelle, Jack Auld , John LePlante , Ron Tauranac és Bryan Kubala .
Mára a verseny kibővült, és több mint 12 rendezvényt tartalmaz a világ minden tájáról. Például a Formula Student egy hasonló SAE által szankcionált esemény az Egyesült Királyságban, valamint a Formula SAE Australasia (Formula SAE-A), amely Ausztráliában zajlik . A Verein Deutscher Ingenieure (VDI) megrendezi a Formula Student Germany versenyt a Hockenheimringen .
2007- ben felavatották a Formula Hybrid nevű ágat. Hasonló a Formula SAE-hoz, kivéve, hogy minden autónak rendelkeznie kell benzin-elektromos hibrid erőművel. A verseny a New Hampshire Nemzetközi Speedway-n zajlik . [1]
2010-ben felavatták a Formula Student Electric-et, amely megköveteli a hallgatóktól, hogy építsenek egy teljesen elektromos meghajtású versenyjárművet.
2017-ben avatták a Formula Student Driverless-t.
A szabályok összefoglalása
Diákverseny
A Formula SAE viszonylag kevés teljesítménykorlátozást tartalmaz. A csapatnak teljes egészében aktív főiskolai hallgatókból kell állnia (beleértve a járművezetőket is), amelyek nyilvánvaló korlátozásokat szabnak a rendelkezésre álló munkaidőre, készségkészletekre, tapasztalatokra vonatkozóan, és olyan egyedi kihívásokat jelentenek, amelyekkel a profi versenycsapatok nem állnak szemben fizetett, képzett személyzettel. Ez a korlátozás azt jelenti, hogy a szabályozás többi része sokkal kevésbé korlátozó lehet, mint a legtöbb szakmai sorozat.
A hallgatók tanácsot és kritikát kaphatnak professzionális mérnököktől vagy oktatóktól, de az autó tervezését a hallgatóknak maguknak kell elkészíteniük. A pénzgyűjtésért egyedül a hallgatók felelnek, bár a legtöbb sikeres csapat tantervi programokon alapul, és az egyetemek által támogatott költségvetéssel rendelkeznek. Ezenkívül a pontrendszer úgy van megszervezve, hogy több stratégia vezethet sikerhez. Ez nagy változatossághoz vezet az autók között, ami ritkaságszámba megy a motorsport világában.
Motor
A motornak négyütemű , Otto-ciklusú dugattyús motornak kell lennie , amelynek hengerűrtartalma nem haladja meg a 710 cm3-t. Egy levegő szűkítővel a kör keresztmetszetű kell felszerelni downstream a fojtószelep és az upstream bármely kompresszor , amelynek átmérője nem nagyobb, mint 20 mm a benzinmotorok, kénytelen indukciós vagy szívó, vagy 19mm az etanol-üzemű motorok. A korlátozó az FSAE autók túlnyomó többségében 100 LE alatt tartja a teljesítményszintet. Leggyakrabban négyhengeres 600 köbcentis sportmotorokat használnak elérhetőségük és lökettérfogatuk miatt. Sok csapat azonban kisebb V-iker- és egyhengeres motorokat használ, elsősorban súlymegtakarítási és csomagolási előnyeik miatt. A csapatok nagyon ritkán építik a semmiből a motort, kevés ilyen példa a Nyugat-Washingtoni Egyetem 554 köbcentis V8-os belépése 2001-ben, a Melbourne- i Egyetem "WATTARD" motorja 2003–2004-ben, valamint az Aucklandi Egyetem V ikere .
Felfüggesztés
A felfüggesztés korlátlan, kivéve a biztonsági előírásokat és a követelményt, hogy a kerék 50 mm-es teljes haladást biztosítson. A legtöbb csapat négykerék- független felfüggesztést választ , szinte általánosságban kettős lengőkarral . Az aktív felfüggesztés törvényes.
Aerodinamika
Az összetett aerodinamikai csomagok, bár nem szükségesek versenyezniük a versenyen, gyakoriak a verseny leggyorsabb csapatai között. Mivel az FSAE verseny alacsony sebessége ritkán haladja meg a 60 km / h-t (97 km / h), a terveket alaposan meg kell indokolni a tervezési bírálaton a szélcsatornák tesztelésével, a számítási folyadék dinamikájával és a pálya tesztelésével. Az aerodinamikai eszközöket a maximális méret szabályozza, és a motoros aerodinamikai eszközöket törvényen kívül helyezik.
Súly
Nincs súlykorlátozás. Az átlagos versenyképes Formula SAE autó súlya általában kevesebb, mint 200 kg. A súlyszabályozás hiánya és a kissé rögzített teljesítményplafon együttesen arra ösztönzi a csapatokat, hogy olyan innovatív súlycsökkentő stratégiákat fogadjanak el, mint például a kompozit anyagok, a kidolgozott és drága megmunkálási projektek, valamint a gyors prototípus-készítés . 2009-ben az állóképességi üzemanyag-takarékossági részét a 400-as állóképességi pontról 100-hoz rendelték, 50 helyett . Ez a szabályváltozás a motor leépítésének tendenciáját jelzi a tömegmegtakarítás és az üzemanyag-takarékosság növelése érdekében. Számos csúcsvezető csapat váltott a nagy teljesítményű négyhengeres autókról a kisebb, egy- vagy kéthengeres motorokra, amelyek bár sokkal kevesebb energiát termelnek, de 34 kg vagy annál nagyobb súlymegtakarítást tesznek lehetővé. sokkal jobb üzemanyag-takarékosságot biztosítanak. Ha egy könnyű, egyhengeres autó képes ésszerű tempót tartani az állóképességi versenyben, akkor az kivételes üzemanyag-takarékossági ponttal sokszor pótolhatja a nehezebb, nagy teljesítményű autók által elvesztett pontokat.
- Példa: A 2009-es Formula SAE West állóképességi eseményen a harmadik helyezett Rochester Institute of Technology 22 perc alatt 45 másodperc alatt teljesítette az állóképességi tanfolyamot négyhengeres autójával, míg a negyedik helyezett Oregoni Állami Egyetem 22 perc alatt, 47 másodpercig egyhengeres autójukkal; ez 300 RIT 290,6 RIT-t adott az verseny versenyidőszakának és az OSU 289,2 pontot. Azonban OSU használt legkisebb üzemanyag minden autó (0,671 US gallon (2,54 liter), illetve 20,3 mpg -US (0,116 l / km) az egész állóképességi versenyt), és megkapta a teljes 100 pont az üzemanyag takarékosság, míg RIT használt 1.163 US gal (4,40 l) (11,75 mpg -US (0,2002 l / km)), ezért csak oda 23,9 a rendelkezésre álló pontok. A RIT az összes versenyt csak 8,9 ponttal nyerte meg az OSU-val szemben, az összes többi dinamikus eseményen valamivel jobban teljesített.
Biztonság
Az előírások többsége a biztonságra vonatkozik. Az autóknak két meghatározott vastagságú és ötvözetű acél görgős karikával kell rendelkezniük , függetlenül a futómű többi részének összetételétől. Ott kell lennie egy hatás csillapító az orr, és a hatás tesztelése adatokat erről a csillapító előtt kell benyújtani a versenytárs. Az autóknak két hidraulikus fékkörrel, teljes ötpontos versenyző kábelkötegekkel kell rendelkezniük, és meg kell felelniük a versenyző pilótafülkében történő elhelyezésének geometriai sablonjaival. A dőlésvizsgálatok biztosítják, hogy nehéz kanyarban ne folyjon ki folyadék az autóból, és a vezető és az üzemanyag-, hűtőfolyadék- vagy olajvezetékek között ne legyen látótávolság.
Történelem
_win_First_Place_trophy_with_race_car_and_%241,000_(10002858).jpg)
1979-ben az egyetlen SAE Mini-Indyt a Houstoni Egyetemen tartották . A versenyt Dr. Kurt M. Marshek tervezte . A Popular Mechanics magazinban megjelenő útmutató cikk ihlette egy kis, fából készült, "Indy-stílusú" járművet, amelyet öt lóerős Briggs és Stratton motor. A Mini Baja versenyek útmutatóként történő felhasználásával a mérnökhallgatóknak kicsi, "Indy-stílusú" járműveket kellett megtervezniük és megépíteniük a Popular Mechanics cikkében használt alapmotorral . Tizenhárom iskola nevezett be és tizenegy versenyzett. Az El Paso-i Texasi Egyetem főfelügyelet mellett nyerte meg a teljes versenyt.
Bár Dr. William Shapton (aki nemrégiben elhagyta a Cincinnati Egyetemet, hogy csatlakozzon a Michigani Technológiai Egyetemhez ) elvetette egy hasonló verseny 1980-as megrendezésének gondolatát, senki nem lépett újabb Mini-Indy megszervezésére.
1980-ban, amikor a Texasi Egyetem (Austin) új SAE hallgatói tagjai megtudták, hogy a Mini-Indy meghalt, létrehozták egy új kollegiumközi hallgatói mérnöki tervpályázat koncepcióját, amely lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy alkalmazzák a tanultakat az osztályteremben egy összetett, valós mérnöki tervezési problémához: versenyautó tervezése és fejlesztése. Az UT SAE hallgatói tagjai, Robert Edwards és John Tellkamp, megbeszélést vezettek az UT SAE tagjai között, és olyan versenyt képzeltek el, amely magában foglalja egy versenyautó tervezését és megépítését az akkor népszerű SCCA Formula 440 belépő szintű versenysorozat mentén. Matthews professzor előállt a „Formula SAE” névvel, követve a Formula A és a Formula Vee formátumot, de hangsúlyozta, hogy ez az új versenyautó inkább mérnöki, mint versenyző verseny volt. Az iskolák a tanév vége után találkoznak, hogy versenyezzenek és kiderítsék, ki építette a legjobb autót. Edwards, Tellkamp és az UT SAE hallgatói, Joe Green, Dick Morton, Mike Best és Carl Morris kidolgoztak egy sor biztonsági és versenyszabályt, és bemutatták azokat az SAE hallgatói tagságának, valamint az UT SAE karának tanácsadójának, Prof. Ron Matthews-nak. Ezután Matthews professzor felvette a kapcsolatot az SAE központjában működő SAE Oktatási Kapcsolatok Osztályán Bob Sechlerrel, és engedélyt kért mind az új kollegiumközi hallgatói mérnöki tervpályázat megalapításához, mind az első Formula SAE verseny megrendezéséhez 1981 nyarán, és beleegyezett. Az újonnan megalakult UT SAE fióktelep, amely főként mérnöki diplomát folytató autóipari és motorkerékpár-rajongókból áll, köztük többen, akik olyan területeken léptek pályára, amelyeken a munkaerőpiac gyakorlatilag eltűnt az 1980-as évek eleji depressziós gazdaság miatt - köztük néhány tapasztalt autószerelő, elfogadta és elfogadta a koncepciót, kevés fogalommal, hogy mibe keverednek. A SAE hallgatói tagjai, Mike Best, Carl Morris és Sylvia Obregon Dr. Matthews-szal együtt megkezdték a következő évben megrendezendő esemény tervezését és szervezését.
Itt fontos megjegyezni, hogy a Formula SAE NEM a Mini-Indy verseny egyszerű átnevezése volt, hanem egy teljesen új kollegiumközi hallgatói mérnöki tervpályázat volt. A korábbi SAE által szankcionált diákversenyekkel / tervező versenyekkel ellentétben, beleértve a Mini-Indyt is, a Formula SAE szabályai a tervező csapatra bízták a motor választását, mindaddig, amíg egy négyütemű motort használtak egy hüvelyk átmérőjű beszíváskorlátozóval. (A Formula SAE jelenlegi szabályai megengedik a csapatok számára a 4 ütemű motorok használatát 710 cm3-ig, kisebb korlátozóval.) Emellett, ellentétben az összes korábbi SAE által szankcionált diákversenyzővel / tervezőversennyel, beleértve a Mini-Indyt is, a motor módosítását egyaránt engedélyezték, és biztatták. Az első Formula SAE versenyt az UT baseballpályájának (Disch-Falk pálya) parkolójában rendezték a Texasi Egyetem campusán, 1981. emléknapján. A bírák között volt legendás versenyautó-mérnök / tulajdonos / pilóta és az Indy 500 bajnoka Jim Előszoba. Míg a hirtelen texasi eső vihar mindenkit takarásba sodort, éppen aznapi állóképességi esemény előtt, az időjárás nem csillapította a hallgatók, a bírók vagy a nézők kedvét, és megszületett a Formula SAE. A Texasi Egyetem 1982 és 1984 között továbbra is otthont adott az eseménynek, mivel a népszerűség és a résztvevők száma nőtt. Ezekben a következő években az UT a Formula SAE versenyt más parkolóhelyekre költöztette, amelyek magasságváltozásokat és autóbeálló kötényeket tartalmaztak, amelyek a működő felfüggesztések használatát kényszerítették. Az esemény 1982-ben vált nemzetközivé, a Mexikóvárosból érkező Universidad La Salle csapat nevezésével. A legfontosabb szabályváltozások 1982-ben a következők voltak: 1) 600 cm3 elmozdulási határ (Wankels esetén 300 cm3), de az 1 hüvelyk átmérőjű korlátozó szabályt megtartották, 2) a négykerekű független felfüggesztés követelménye (a Mini-Indy nem rendelkezett és 3) egy ideiglenes „B&S” osztályú járművek hozzáadásával, amelyeket eredetileg a Mini-Baja számára terveztek, meg kellett tartaniuk a 8 lóerős Briggs & Stratton motort, és nem kellett megfelelniük a négykerekűeknek független felfüggesztési szabály. A Formula SAE továbbra is nemzetközi verseny volt, amikor az Universidad La Salle csapata visszatért. Az egyetlen motorkorlátozás 600 cm3-es hengerűrtartalom és egy 1 hüvelykes maximális átmérő volt a bevitelnél, így a kreativitás virágzott. Ugyancsak 1983-ban megszűnt az ideiglenes B&S osztály, az austini Texasi Egyetem lépett be az első kompozit Formula SAE járműbe, a Marquette Egyetem pedig az első turbófeltöltős motorba. A szabályok lehetővé tették a Formula SAE autó számára, hogy két évig versenyezzen a minőségi autó gyártásához és teszteléséhez szükséges erőfeszítések elismeréseként. Ez lehetővé tette a hallgatók számára a nem megfelelő dizájnelemek átalakításának és fejlesztésének tapasztalatait is. Az 1984-es szabályok kifejezetten megengedték a turbófeltöltőket, a kompresszorokat és a dinitrogén-oxid használatát, de a motornak a karburátor öntvényének 25,4 mm-es kimeneti furatán keresztül kellett lélegeznie (1984-ben jóval az elektronikus üzemanyag-befecskendezés előtt volt). A motor beszíváskorlátozóit később szigorították, mivel az autók évről évre gyorsabbá váltak, amikor a tudást továbbadták a csapatokon belül és között. Emellett kihirdettek egy 65-100 hüvelykes tengelytáv szabályt, valamint azt a szabályt, amely előírja, hogy az összes járműnek rendelkeznie kell a „karosszériával, amely hasonlít a formulakocsira”. A Formula SAE mezőnye 1984-ben tizenegy autóra nőtt, így az Austini Texasi Egyetem úgy döntött, hogy a verseny már eléggé beérett, így biztonságos volt továbbadni más házigazdáknak.
Az Austini Texasi Egyetem adott otthont a versenynek 1984-ig. 1985-ben a versenynek az Arlingtoni Texasi Egyetem adott otthont . Ott Dr. Robert Woods a SAE hallgatói tevékenységi bizottságának irányításával megváltoztatta a verseny koncepcióját, ahonnan a diákok tiszta versenyautót építettek, olyanra, amelyik tükrözte a SAE Mini-Baja versenyeket, ahol meg kellett tervezniük és meg kellett építeniük. korlátozott sorozatgyártású jármű.
A General Motors 1991-ben, a Ford Motor Co. 1992-ben, a Chrysler Corp. pedig 1993-ban adott otthont a versenynek. Az 1992-es verseny után hárman konzorciumot alapítottak a Formula SAE vezetésére.
A 2008. évi verseny végén a konzorcium megszűnt. Az eseményt most a SAE finanszírozza vállalati szponzorok és adományok révén, a csapatok beiratkozási díjaival együtt.
Nyertesek
Lásd még
Hivatkozások
- Bass, Edward A., Larry M. Bendele és Scott T. McBroom (1990), "The 1989 Formula SAE Student Design Competition", SAE Paper 900840, doi: 10.4271 / 900840.
- Beckel, Stephen A., Sylvia Obregon és Ronald D. Matthews (1982), "The 1982 National Intercollegiate Formula SAE Competition", SAE Paper 821093, doi: 10.4271 / 821093.
- Matthews, Ronald D., Richard K. Morton és Billy H. Wood (1983), "Az 1983-as Formula SAE bajnokság versenye", SAE Paper 831390, 1983, doi: 10.4271 / 831390.
- Matthews, Ronald D., Dan Worcester, Billy Wood és Tim Ryan (1984), "The 1984 Formula SAE Intercollegiate Competition", SAE Paper 841163, doi: 10.4271 / 841163.