Η UoP Racing, η ομάδα Formula Student του Πανεπιστημίου Πατρών, σχεδιάζει, κατασκευάζει και αναπτύσσει πρωτότυπα μονοθέσια υψηλών επιδόσεων εδώ και 15 χρόνια. Με τα μονοθέσια αυτά, συμμετέχει σε διεθνείς διαγωνισμούς, συναγωνιζόμενη άλλες πανεπιστημιακές ομάδες από όλο τον κόσμο, έχοντας συλλέξει διάφορες διακρίσεις και αρκετά βραβεία. Όντας η πρώτη ελληνική ομάδα Formula Student, η UoP Racing πάντα επιδιώκει την πρωτοτυπία, την σχεδιαστική απλότητα και την λειτουργικότητα. Σε αυτή την σειρά άρθρων που θα διαβάσετε αποκλειστικά μέσα από τις σελίδες του AUTO GRIP θα αναλύσουμε τις τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με κάθε τμήμα του πιο πρόσφατου μονοθεσίου μας, του UoP5e. Ξεκινάμε λοιπόν με τον βασικό «κορμό» του μονοθεσίου, το σασσί. Γράφουν οι Νάσσος Σπετσιέρης και Δημήτρης Αθηναίος.
Το σασσί που επιλέχθηκε για το UoP5e αποτελεί ορόσημο και διακριτικό στοιχείο για το μονοθέσιο τόσο σε σύγκριση με τα προηγούμενα μονοθέσια της UoP Racing Team, όσο και με την πλειοψηφία των μονοθεσίων που το συναγωνίζονται στους διαγωνισμούς Formula Student. Όπως κάθε σασσί, έτσι και αυτό έχει ως βασικό σκοπό την στέγαση και προστασία των διάφορων υποσυστημάτων του μονοθεσίου, καθώς και την ασφάλεια του οδηγού ως προτεραιότητα. Συνεπώς, θα πρέπει να έχει την δυνατότητα να αντέχει σε ποικίλες καταπονήσεις και φορτίσεις που δέχεται το μονοθέσιο κατά την λειτουργία του. Στην ουσία, ζητούμενο είναι το σασσί να χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή σε στρέψη και κάμψη, να έχει ταυτόχρονα την μικρότερη δυνατή μάζα και τέλος να είναι χαμηλού κόστους και εύκολο στην παραγωγή. Όλα τα παραπάνω κριτήρια μας οδήγησαν στην επιλογή μιας monocoque (=ενιαία δομή) κατασκευής από sandwich πάνελ αλουμινίου έναντι ενός χαλύβδινου χωροδικτυώματος (spaceframe) ή ακόμη και του CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) sandwich. Η επιλογή του monocoque έναντι του spaceframeδικαιολογείται αν σκεφτεί κανείς το βάρος του σασσί, καθώς και την στιβαρότητα της κατασκευής σε κάθε περίπτωση, εκεί δηλαδή όπου το monocoque υπερτερεί. Αντίστοιχα, η ομάδα αποφάσισε να εγκαταλείψει το sandwichπάνελ με ανθρακονήματα, καθώς αφενός οι μηχανικές ιδιότητες του πυρήνα του ήταν εν μέρει υποδεέστερες από αυτές του πάνελ αλουμινίου και αφετέρου, η διαδικασία παραγωγής είναι ιδιαίτερα επίπονη, χρονοβόρα λόγω ανάγκης κατασκευής καλουπιών και πιο δαπανηρή από αυτή που ακολούθησε η ομάδα για την ανάπτυξη του σασσί του UoP5e.
To UoP5e κατά τα δυναμικά αγωνίσματα του FormulaSAE Italy 2016
Αναφορικά με το πάνελ αλουμινίου στο οποίο κατέληξε η ομάδα μας, αυτό αποτελείται από δύο μέρη, τα skins (εξωτερικά φύλλα αλουμινίου) και τοcore (honeycomb διαμόρφωση αλουμινίου). Μία τέτοια δομή συνδυάζει υψηλή αντοχή με ικανοποιητική ελαστική συμπεριφορά, χαμηλό βάρος και εξαιρετική απορρόφηση ενέργειας από κρουστικές φορτίσεις. Για την επικύρωση και την ποσοτικοποίηση αυτών των χαρακτηριστικών, διεξαγάγαμε μια σειρά από πειράματα και FEA (Finite Elements Analysis, Ανάλυση Πεπερασμένων Στοιχείων) που μας υπέδειξαν τις αναγκαίες τροποποιήσεις ώστε το σασσί να ανταποκρίνεται απόλυτα στις απαιτήσεις που είχε θέσει η UoP Racing.
Προηγουμένως αναφέραμε πως ένα από τα πλεονεκτήματα αυτής της κατασκευής, είναι ότι δεν απαιτεί να δημιουργηθούν καλούπια για την διαμόρφωση των γεωμετριών του σασσί. Αντίθετα, τα πάνελ στέλνονται για υδροκοπή με βάση τα σχέδια των αναπτυγμάτων τους, έτσι ώστε μετά να μπορούμε να τα τοποθετήσουμε σε τραπέζι στραντζαρίσματος, όπου το κάθε κομμάτι θα πάρει την τελική μορφή του. Tέλος, πραγματοποιείται η συναρμολόγηση των επιμέρους κομματιών, με την χρήση λωρίδων από φύλλα αλουμινίου και ήλων στις συναρμογές, πάνω σε κατάλληλα διαμορφωμένη στηρικτική κατασκευή (jig) που εξασφαλίζει την διατήρηση των αυστηρών ανοχών που επιβάλλει ο σχεδιασμός, δίνοντας στο σασσί του UoP5e την τελική μορφή του.
Το υπόλοιπο σασσί του UoP5eμετά την διαδικασία του στραντζαρίσματος
Σε ό,τι αφορά τον οδηγό, μπορεί η προστασία του να είναι η προτεραιότητα κατά τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη του σασσί, ωστόσο κρίναμε απαραίτητο να δοθεί προσοχή και στον βέλτιστο εργονομικό σχεδιασμό του. Πιο συγκεκριμένα, επιδιώξαμε η θέση οδήγησης να είναι άνετη και βολική, να μην περιορίζεται η ορατότητα του οδηγού και τέλος τον κέντρο βάρους του συστήματος μονοθέσιο-οδηγός να είναι όσο πιο κοντά στο έδαφος γίνεται. Για τον έλεγχο της ποιότητας του εργονομικού σχεδιασμού μας, χρησιμοποιήσαμε το εγχειρίδιο REBA (Rapid Entire Body Assessment) το οποίο αξιολογεί την ορθότητα και την καταλληλότητα των διαφόρων στάσεων του σώματος ανάλογα με την διεργασία που εκτελεί το άτομο.
Ένα render από τα πρώτα στάδια ανάπτυξης του UoP5e.
Αυτή την περίοδο έχει ξεκινήσει η έρευνα για την ανάπτυξη του σασσί του επόμενου μονοθεσίου της ομάδας μας, του UoP6e, η οποία στοχεύει στον συγκερασμό της ίδιας διαδικασίας κατασκευής με το 5e, με την βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του. Πιο συγκεκριμένα, δίνεται βαρύτητα στο να εξασφαλίσουμε την καλύτερη δυνατή αντοχή και στιβαρότητα,διατηρώντας το μικρότερο δυνατό βάρος. Ακόμη, πραγματοποιούμε μελέτες για την ανάπτυξη του συστήματος προστασίας κρούσης (impact attenuator) που στεγάζεται μέσα στο noseconeτου μονοθεσίου. Σε κάθε περίπτωση, η σεζόν 2017-2018 προβλέπεται πολυάσχολη για την UoP Racing Team και θα είναι χαρά μας να έχουμε την ευκαιρία να σας ενημερώσουμε για την πρόοδο μας στο πέρας αυτής.
H UoP Racing Team ευχαριστεί τους χορηγούς και τους συνεργάτες της για την πολύτιμη υποστήριξη που μας παρέχουν, χωρίς την οποία η ομάδα δεν θα μπορούσε να προοδεύσει και να αναπτυχθεί.
Μπορείτε να ακολουθήσετε την πορεία μας μέσα από τις παρακάτω ιστοσελίδες:
