DUT24 wil winst halen uit praktijktests

Het Formula Student Team Delft (FSTD) neemt met de DUT24 komende zomer voor de drieëntwintigste keer deel aan internationale racecompetities. Ze willen het bestaande ontwerp optimaliseren en de productiefase inkorten om meer tijd over te houden voor fysieke tests en daaruit voortkomende verbeteringen. Teammanager Nick Verhoeks en chief engineer Twan Wijn vertellen welke uitdagingen het team dit jaar moeten overwinnen en hoe ze tot een aantal ontwerpoptimalisaties zijn gekomen.

Het Formula Student Team Delft (FSTD) neemt met de DUT24 komende zomer voor de drieëntwintigste keer deel aan internationale racecompetities.

Het DUT24-kernteam is in maart 2023 gestart met het analyseren van de DUT23-ontwikkelingen en het samenstellen van een team van zo’n 90 studenten. Nick Verhoeks maakt voor het eerst deel uit van het huidige FSTD-team en is door het vorige managementteam verkozen tot teammanager. Twan Wijn werkte eerder al mee aan de DUT22 en DUT23 en is nu chief engineer. “Een recruitmentcommissie neemt zowel het kernteam als alle fulltimers aan en vervolgens selecteren wij als managementleden de parttime meewerkende teamleden”, vertelt Verhoeks, “Daarbij is hun motivatie belangrijker dan de kennis, want uiteindelijk is het allemaal vrijwilligerswerk en wil je dat mensen bij tegenslagen elkaar inspireren en stimuleren om door te gaan. Theoretische kennis is belangrijk maar met een gemotiveerde student kun je meer bereiken dan met een slim iemand die niet komt opdagen. Kennis kun je leren en in Delft studeren veel slimme mensen.”

Meer tijdvoor fysieke testen

Net als vorig jaar wil het FSTD-team dit jaar de ‘time-to-market’ verkorten van hun DUT24. Met als doel meer tijd over te houden voor fysieke testen die nog tot optimalisatiemogelijkheden leiden, net als bij de Formule 1-races op basis van de trainingssessies en kwalificaties. “Als nieuw team is de verleiding groot om het wiel opnieuw uit te vinden, terwijl er de afgelopen jaren al bijzonder goede concepten zijn bedacht”, vertelt Verhoeks. “Het is al een paar keer voorgekomen dat er te weinig tijd overbleef om het potentieel van de gebouwde racewagen optimaal tot zijn recht te laten komen tijdens de competities “Daarom hebben wij besloten dit jaar de focus op het testen te leggen. Zowel voor de auto als onze coureur is het waardevol om vooraf al veel gereden te hebben om meer punten te kunnen scoren. Uit onze virtuele simulaties kan blijken dat we theoretisch gezien een bijna perfect ontwerp hebben, maar dat moet in de praktijk natuurlijk nog wel tot uitdrukking komen. Daarmee willen wij ons dit jaar gaan onderscheiden.”

Optimalisatie aerodynamisch pakket en accu

“Een ander onderdeel waar wij verbetermogelijkheden zien is bij de aerodynamica”, vult Wijn aan. “Daar ligt de focus zowel op het bereiken van een betere verhouding tussen downforce en weerstand, als een stabieler pakket. We zagen bij een aantal simulaties van voorgaande jaren dat het gebruikte aerodynamisch pakket heel goed presteert in bepaalde bochten of rechtuit, terwijl het bij een beetje zijwind of iets te veel rotatie toch begon los te laten. Het is natuurlijk heel belangrijk dat onze auto goed presteert onder alle mogelijke omstandigheden op de racecircuits. Door meer te testen ontdekken we de verschillen tussen theoretisch goede prestaties en de daadwerkelijke races. Datzelfde geldt voor onze andere departments. Naarmate ze beter de relaties tussen de theorie en praktijk begrijpen, kunnen we sneller problemen oplossen die zich in de praktijk openbaren. Verder gaan we lichtere accucellen gebruiken, wat een aanzienlijke gewichtsbesparing gaat opleveren. Door ook op andere onderdelen gewicht te besparen verwachten wij in zijn totaliteit op zo’n 175 kilogram uit te komen.”

Voor ontwerp, engineering, simulatie en planning van alle onderdelen van de DUT24 maken de studenten ook dit jaar gebruik van Dassault Systèmes’ 3DExperience-platform.

Ontwerp-, engineering- en planningsplatform

Het FSTD-team werkt bijna een jaar lang met 90 ingenieurs in spe aan het ontwerpen, engineeren, produceren, testen en optimaliseren van de DUT24. “Onze auto bestaat uit ontzettend veel onderdelen die allemaal met elkaar te maken hebben”, vervolgt Wijn. “Deze ontwerpen, engineeren en managen wij net als voorgaande jaren met CATIA van Dassault Systèmes, via het 3DExperience-platform. “Met zo’n cloudomgeving weet je 100 procent zeker dat alle onderdelen up-to-date zijn, assemblies goed staan, onderdelen interfacen zonder elkaar te raken en heb je goed inzicht in het revisiebeheer. Het is voor iedereen de single source of truth. Dit jaar maken we ook de planning met ENOVIA van Dassault Systèmes. Daarin kunnen wij namelijk eenvoudig alle uit te voeren werkzaamheden voor elke afdeling plannen en inzicht houden in de totale planning, via zelf te definiëren afhankelijkheidsrelaties tussen de onderdelen en afdelingen. Ten slotte gebruiken wij nog de SIMULIA-software van Dassault Systèmes voor het simuleren van de vele ontwerpoptimalisaties die in CATIA worden doorgevoerd. Het zonder informatieverlies kunnen delen van ontwerpen tussen CATIA en SIMULIA bespaart ons veel tijd.

Testen voor de winst

Als de DUT24 volledig is geproduceerd en geassembleerd, gaat het Delftse team hun raceauto op twee locaties uitgebreid testen voor de laatste optimalisatieslagen. Dat zijn het Shell-terrein in Moerdijk en Twente Airport. Tegelijkertijd worden de systemen en de software voor het autonoom rijden ook nog getest met een schaalmodel. “Wij gaan met dezelfde auto zowel driver als driverless rijden”, vervolgt Verhoeks. “Het autonome systeem weegt maar vier kilo en gebruikt een LiDAR-scanner om de pionnen op het circuit te kunnen zien. Verder bevat het een motor- en spindelcombinatie voor de besturing en een remote noodsysteem, voor als er iets fout gaat met de software of de auto zelf. Met de autonome besturing gaan wij straks in ieder geval de acceleration en’skid-pad onderdelen van een competitie rijden, omdat deze theoretisch sneller autonoom te rijden moeten zijn dan met een coureur, door zo’n 75 kilo aan gewichtsverschil. Uiteindelijk is het ons doel dat de DUT24 in beide situaties betrouwbaar en optimaal presteert, om de FSG24 in het Duitse Hockenheim weer eens een keer te winnen.”