Formula SAE

редактировать
Университет Кертина Автомобиль Motorsport Team 2019 проходит испытания перед соревнованиями Formula SAE Australasia 2019 года. Университет Техаса в Остине Автомобиль Formula SAE

Formula SAE - это конкурс студенческих дизайнеров, организованный SAE International (ранее известный как Общество автомобильных инженеров, SAE). Соревнования были начаты в 1980 году студенческим отделением SAE в Техасском университете в Остине после того, как предыдущие соревнования по асфальтовым гонкам оказались неустойчивыми.

Содержание
  • 1 Концепция
  • 2 Сводка правил
    • 2.1 Студенческое соревнование
    • 2.2 Двигатель
    • 2.3 Подвеска
    • 2.4 Аэродинамика
    • 2.5 Вес
    • 2.6 Безопасность
  • 3 История
  • 4 Победители
  • 5 См. Также
  • 6 Источники
  • 7 Внешние ссылки
Концепт
Автомобили-финалисты дизайна 2007 года; слева: Университет Мичигана - Анн-Арбор, Технический университет Граца, Университет Висконсина - Мэдисон и Канзас. Отсутствует Университет штата Пенсильвания

Концепция Formula SAE заключается в том, что вымышленная производственная компания наняла студенческую команду дизайнеров для разработки небольшого гоночного автомобиля в стиле Formula . Опытный образец гоночного автомобиля должен быть оценен с точки зрения его потенциала в качестве серийного объекта. Целевая маркетинговая группа для гоночного автомобиля - это непрофессиональный гонщик выходного дня автокросс. Каждая студенческая команда проектирует, строит и тестирует прототип на основе ряда правил, целью которых является как обеспечение безопасности на трассе (автомобили управляются самими учениками), так и содействие умному решению проблем.

Прототип гоночного автомобиля оценивается в нескольких различных соревнованиях. График точек для большинства событий Formula SAE:

Статические события
Проектное событие150
Событие анализа затрат и производства100
Событие презентации75
Динамические события
Событие ускорения100
Событие Skidpad75
Событие Autocross125
Экономия топлива Соревнование100
Соревнование на выносливость275
Возможное количество баллов1000

Помимо этих мероприятий, различные спонсоры соревнований предоставляют награды за выдающиеся достижения в области дизайна.. Например, лучшее использование топлива на основе этанола E-85, инновационное использование электроники, возможность вторичной переработки, ударопрочность, аналитический подход к дизайну и общие динамические характеристики - вот лишь некоторые из доступных наград. В начале соревнований транспортное средство проверяется на соответствие правилам во время технического осмотра. Его тормозная способность, устойчивость при опрокидывании и уровни шума проверяются перед тем, как транспортное средство будет допущено к участию в динамических соревнованиях (Skidpad, Autocross, Acceleration и Endurance).

Крупные компании, такие как General Motors, Ford и Chrysler, могут взаимодействовать с персоналом более чем 1000 студентов-инженеров. Работая в командах от двух до 30 человек, эти студенты доказали, что способны создать действующий прототип автомобиля.

Среди добровольцев для оценки дизайна были некоторые из самых известных инженеров и консультантов гоночной индустрии, включая покойный Кэрролл Смит, Билл Митчелл, Дуг Милликен, Клод Руэлль Рон Торанак и.

Сегодня конкурс расширился и включает в себя ряд дополнительных мероприятий. Formula Student - аналогичное мероприятие, санкционированное SAE в Великобритании, а также Formula SAE Australasia (Formula SAE-A), проходящее в Австралии. Verein Deutscher Ingenieure (VDI) проводит соревнования на Hockenheimring.

. В 2007 году было открыто ответвление под названием Formula Hybrid. Он похож на Formula SAE, за исключением того, что все автомобили должны иметь бензиново-электрические гибридные силовые установки. Соревнования проходят на Международной гоночной трассе Нью-Гэмпшира. [1]

Сводка правил

Студенческое соревнование

Формула SAE имеет относительно мало ограничений по производительности. Команда должна полностью состоять из активных студентов колледжа (включая водителей), что накладывает очевидные ограничения на доступные часы работы, набор навыков, опыт и представляет уникальные проблемы, с которыми профессиональные гоночные команды не сталкиваются с оплачиваемым квалифицированным персоналом. Это ограничение означает, что остальные правила могут быть гораздо менее строгими, чем большинство профессиональных сериалов.

Студентам разрешается получать советы и критику от профессиональных инженеров или преподавателей, но все проектирование автомобиля должно выполняться самими студентами. Студенты также несут полную ответственность за сбор средств, хотя наиболее успешные команды основаны на учебных программах и имеют бюджеты, спонсируемые университетами. Кроме того, система баллов организована таким образом, что несколько стратегий могут привести к успеху. Это приводит к большому разнообразию автомобилей, что является большой редкостью в мире автоспорта.

Двигатель

Двигатель должен быть четырехтактным, поршневым двигателем с циклом Отто рабочим объемом не более 710 куб. См. ограничитель воздуха круглого сечения должен быть установлен после дроссельной заслонки и перед любым компрессором с диаметром не более 20 мм для бензиновых двигателей с принудительным впуском или без наддува, или 19 мм для двигателей, работающих на этаноле. Ограничитель поддерживает уровень мощности ниже 100 л.с. в подавляющем большинстве автомобилей FSAE. Чаще всего используются серийные четырехцилиндровые двигатели 600 куб. См для спортивных мотоциклов из-за их доступности и рабочего объема. Однако есть много команд, которые используют меньшие V-twin и одноцилиндровые двигатели, в основном из-за их преимуществ в экономии веса и компактности. Очень редко команды создают двигатель с нуля, несколько примеров включают в себя 554сс V8 в 2001 г. Университета Западного Вашингтона, двигатель WATTARD Мельбурнского университета в 2003–2004 гг., и V-близнец Оклендского университета.

Подвеска

Подвеска не имеет ограничений, за исключением правил техники безопасности и требования иметь общий ход колеса 50 мм. Большинство команд выбирают четырехколесную независимую подвеску, почти всегда двухрычажную. Активная приостановка разрешена.

Аэродинамика

Сложные аэродинамические пакеты, которые не требуются для участия в соревнованиях, являются обычным явлением среди самых быстрых команд на соревнованиях. Поскольку низкие скорости соревнований FSAE редко превышают 60 миль в час (97 км / ч), конструкции должны быть полностью обоснованы на мероприятии по оценке проекта посредством испытаний в аэродинамической трубе, вычислительной гидродинамики, и на трассе тестирования. Аэродинамические устройства регулируются максимальными размерами, а силовые аэродинамические устройства запрещены.

Вес

Нет ограничений по весу. Вес среднего конкурирующего автомобиля Formula SAE обычно составляет менее 440 фунтов (200 кг) в гоночной комплектации. Однако отсутствие регулирования веса в сочетании с несколько фиксированным потолком мощности побуждает команды применять инновационные стратегии снижения веса, такие как использование композитных материалов, сложные и дорогостоящие проекты обработки и быстрое прототипирование. В 2009 году за долю экономии топлива в соревнованиях на выносливость было присвоено 100 из 400 баллов выносливости по сравнению с 50. Это изменение правил обозначило тенденцию к уменьшению габаритов двигателя в попытке снизить вес и повысить экономию топлива. Несколько ведущих команд перешли с мощных четырехцилиндровых автомобилей на одно- или двухцилиндровые двигатели меньшего размера, которые, хотя обычно имеют гораздо меньшую мощность, позволяют снизить вес на 75 фунтов (34 кг) или более, а также обеспечивают гораздо лучшую экономию топлива. Если легкий одноцилиндровый автомобиль может поддерживать разумный темп в гонке на выносливость, он часто может компенсировать потери в общем времени по сравнению с более тяжелыми и мощными автомобилями за счет исключительной экономии топлива.

Пример: На соревнованиях на выносливость 2009 Formula SAE West участники, занявшие третье место Рочестерский технологический институт, прошли курс на выносливость за 22 минуты 45 секунд на своей четырехцилиндровой машине, в то время как четвертые занявшие места Университет штата Орегон финишировали за 22 минуты 47 секунд на своей одноцилиндровой машине; это дало RIT 290,6 из 300 баллов за гоночную часть мероприятия и 289,2 балла OSU. Однако OSU израсходовала наименьшее количество топлива из всех автомобилей (0,671 галлона США (2,54 л) или 20,3 миль на галлон ‑US (0,116 л / км) за всю гонку на выносливость) и получила полные 100 баллов за экономия топлива, в то время как RIT использовала 1,163 галлона США (4,40 л) (11,75 миль на галлон ‑US (0,2002 л / км)) и, таким образом, получила только 23,9 из доступных баллов. В итоге RIT выиграла в общем соревновании всего на 8,9 балла над OSU, набрав немного больше очков во всех других динамических соревнованиях.

Безопасность

Большинство правил относится к безопасности. Автомобили должны иметь два стальных обруча заданной толщины и сплава, независимо от состава остальной части шасси. В передней части должен быть аттенюатор удара , и данные испытаний этого аттенюатора должны быть предоставлены до соревнований. Автомобили также должны иметь два гидравлических тормозных контура, полные пятиточечные ремни безопасности и должны соответствовать геометрическим шаблонам расположения водителя в кабине для всех участвующих водителей. Испытания на опрокидывание гарантируют, что жидкость не вытечет из автомобиля при прохождении поворотов, и между водителем и топливопроводом, охлаждающей жидкостью или маслопроводом не должно быть прямой видимости.

История
Техасский университет в Арлингтоне Автомобиль Formula SAE, 1986

В 1979 году единственное мероприятие SAE Mini-Indy было проведено в Университете Хьюстона. Соревнование было задумано на основе статьи с практическими рекомендациями, опубликованной в журнале Popular Mechanics, для небольшого автомобиля в стиле Инди, сделанного из дерева и оснащенного пяти-сильным двигателем Двигатель Бриггса и Страттона. Руководствуясь соревнованиями по Mini Baja, студенты-инженеры должны были спроектировать и построить небольшие автомобили в стиле Инди, используя тот же стандартный двигатель, что и в статье «Популярная механика». Тринадцать школ приняли участие и одиннадцать соревновались. Под главным руководством Техасский университет в Эль-Пасо выиграл общее соревнование.

Хотя доктор Уильям Шаптон (который недавно покинул Университет Цинциннати, чтобы присоединиться к Мичиганскому технологическому университету ) высказал идею проведения аналогичного конкурса в 1980 году, однако один выступил, чтобы организовать еще один Mini-Indy.

В 1980 году, когда члены нового студенческого отделения SAE в Техасском университете (Остин) узнали, что Mini-Indy умер, они разработали концепцию нового межвузовского студенческого конкурса инженерного дизайна, который позволил бы студентам применить то, что они изучали в классе, к сложной реальной проблеме инженерного проектирования: проектированию и разработке гоночного автомобиля. Члены студенческого отделения UT SAE Роберт Эдвардс и Джон Теллкамп провели дискуссию среди членов UT SAE и предложили соревнование, которое будет включать в себя проектирование и строительство гоночного автомобиля по образцу гоночной серии SCCA Formula 440 начального уровня, которая была популярна в то время. Профессор Мэтьюз придумал название «Formula SAE», следуя формату Formula A и Formula Vee, но подчеркивая, что этот новый гоночный автомобиль был соревнованием инженеров, а не соревнованием пилотов. Школы собирались после окончания учебного года, чтобы соревноваться и определять, кто построил лучший автомобиль. Эдвардс, Теллкамп и другие студенты UT SAE Джо Грин, Дик Мортон, Майк Бест и Карл Моррис составили проект правил безопасности и конкуренции и представили их членам студенческого отделения SAE и советнику факультета UT SAE профессору Рону Мэтьюсу. Затем профессор Мэтьюз связался с Бобом Сечлером из отдела по связям с образованием SAE в штаб-квартире SAE и попросил его разрешения как на учреждение нового межвузовского студенческого конкурса инженерных дизайнеров, так и на проведение первого конкурса Formula SAE летом 1981 года, и он согласился. Недавно сформированное подразделение UT SAE, состоящее в основном из энтузиастов автомобилей и мотоциклов, получающих инженерные степени, в том числе тех, кто бросил карьеру в областях, для которых рынок труда практически исчез из-за депрессивной экономики в начале 1980-х годов, включая некоторых опытных автомехаников, приняли и приняли эту концепцию, не имея большого представления о том, во что они ввязываются. Руководители студенческого отделения SAE Майк Бест, Карл Моррис и Сильвия Обрегон вместе с доктором Мэтьюз приступили к планированию и организации мероприятия, которое состоится в следующем году.

Здесь важно отметить, что Formula SAE НЕ была простым переименованием конкурса Mini-Indy, а была вместо этого совершенно новым межвузовским студенческим конкурсом инженерного дизайна. В отличие от всех предыдущих студенческих гонок / соревнований по дизайну, санкционированных SAE, включая Mini-Indy, правила Formula SAE оставляли выбор двигателя на усмотрение команды разработчиков при условии, что использовался 4-тактный двигатель с впускным ограничителем диаметром один дюйм. (Текущие правила Formula SAE позволяют командам использовать 4-тактные двигатели объемом до 710 куб. См с меньшим ограничителем.) Кроме того, в отличие от всех предыдущих студенческих гонок / соревнований по дизайну, санкционированных SAE, включая Mini-Indy, модификации двигателей были разрешены и поощряется. Первое соревнование Formula SAE было проведено на стоянке бейсбольного поля UT (поле Disch-Falk) в кампусе Техасского университета в выходные, посвященные Дню поминовения, 1981 г. Судьи включали легендарного инженера / владельца / водителя гоночных автомобилей и чемпиона Indy 500 Джима. Зал. В то время как внезапный ливень в Техасе заставил всех искать укрытие как раз перед соревнованиями на выносливость в тот день, погода не испортила настроение ученикам, судьям или зрителям, и так родилась Формула SAE. Техасский университет продолжал проводить мероприятие с 1982 по 1984 год по мере роста популярности и количества участников. В эти последующие годы UT перенесла соревнования Formula SAE на другие парковки, которые включали изменение высоты и подъездные дорожки, которые вынуждали использовать функционирующие подвески. Событие стало международным в 1982 году с участием команды Universidad La Salle из Мехико. Существенными изменениями правил на 1982 год были: 1) предел рабочего объема 600 куб. См (300 куб. См для Ванкеля), но правило ограничителя диаметра 1 дюйм было сохранено; 2) требование для 4-колесной независимой подвески (Mini-Indy не имел любые правила подвески), и 3) добавление временного класса автомобилей «BS», которые изначально были разработаны для Mini-Baja, должны были сохранить двигатель Briggs Stratton мощностью 8 л.с. и не соответствовать требованиям 4-колесного независимое правило подвески. Формула SAE продолжила оставаться международным соревнованием, когда вернулась команда из Университета Ла Саль. Единственными ограничениями двигателя, являвшимися ограничением рабочего объема 600 куб.см и максимальным диаметром впуска 1 дюйм, процветала креативность. Также в 1983 году временный класс BS был упразднен, Техасский университет в Остине представил первый составной автомобиль Formula SAE, а Университет Маркетта представил первый двигатель с турбонаддувом. Правила позволили автомобилю Formula SAE участвовать в соревнованиях в течение двух лет в знак признания усилий, необходимых для создания и тестирования качественного автомобиля. Это также позволило студентам получить опыт реинжиниринга и улучшения элементов дизайна, которые не работали. Правила 1984 года специально разрешали турбокомпрессоры, нагнетатели и использование закиси азота, но двигатель должен был дышать через выходное отверстие 25,4 мм в отливке карбюратора (1984 год был задолго до электронного впрыска топлива). Позже ограничители впуска двигателя были ужесточены, поскольку автомобили становились все быстрее из года в год, поскольку знания передавались внутри и между командами. Кроме того, было обнародовано правило о колесной базе 65–100 дюймов, которое требовало, чтобы все автомобили имели «кузов, напоминающий автомобиль формулы». Поле Формулы SAE выросло до одиннадцати автомобилей в 1984 году, поэтому Техасский университет в Остине решил, что конкуренция достаточно созрела, чтобы можно было безопасно передавать ее другим хозяевам.

Конкурс проводился в Техасском университете в Остине до 1984 года. В 1985 году конкурс проводился в Техасском университете в Арлингтоне. Там доктор Роберт Вудс под руководством комитета по работе со студентами SAE изменил концепцию соревнований с соревнований, в которых учащиеся построили чисто гоночный автомобиль, на концепцию соревнований SAE Mini-Baja, где они должны были спроектировать и построить автомобиль для производства ограниченной серии.

General Motors проводила соревнование в 1991 году, Ford Motor Co. в 1992 году и Chrysler Corp. в 1993 году. После соревнования 1992 года эти трое сформировали консорциум для запуска Formula SAE.

По окончании конкурса 2008 года консорциум прекратил свое существование. В настоящее время мероприятие финансируется SAE за счет спонсорской помощи и пожертвований компании, а также за счет вступительных взносов команд.

Победители
См. Также
Ссылки
  1. Басс, Эдвард А., Ларри М. Бендел и Скотт Т. МакБрум (1990), «Конкурс студенческого дизайна Formula SAE 1989», SAE Paper 900840, doi: 10.4271 / 900840.
  2. Бекель, Стивен А., Сильвия Обрегон и Рональд Д. Мэтьюз (1982), «Национальный журнал 1982 г. Межвузовское соревнование по формуле SAE », SAE Paper 821093, doi: 10.4271 / 821093.
  3. Мэтьюз, Рональд Д., Ричард К. Мортон и Билли Х. Вуд (1983),« Соревнование чемпионата по формуле SAE 1983 года », SAE Paper 831390, 1983, doi: 10.4271 / 831390.
  4. Мэтьюз, Рональд Д., Дэн Вустер, Билли Вуд и Тим Райан (1984), «Межуниверситетское соревнование по формуле SAE 1984», SAE Paper 841163, doi: 10.4271 / 841163.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Formula SAE.
Последняя правка сделана 2021-05-20 11:48:28
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте