21 mrt. 2022
5 minuten
Het Formula Student Team Delft (FSTD) neemt komende zomer voor de eenentwintigste keer deel aan internationale racecompetities. Dit jaar is hun doelstelling om FSG (Formula Student Germany) te winnen met de snelste en meest consistente auto, gebouwd door één verenigd team. Teammanager Anton Deken en chief-engineer Sam Pijnenburg vertellen hier welke uitdagingen ze daarvoor moeten overwinnen en hoe ze tot het beste ontwerp zijn gekomen.
Een grote uitdaging ten opzichte van voorgaande jaren is het gevolg van de keuze om één auto te ontwerpen en te bouwen, die zowel met een coureur als autonoom het beste presteert. "Dit jaar is het voor de eerste keer mogelijk om met één raceauto aan de elektrische of combustion klasse en de driverless klasse deel te nemen", vertelt Deken. "Net als wij gaan ook enkele grote concurrenten deze uitdaging aan, omdat er 18 procent van de beschikbare punten mee te verdienen zijn. Ons team bestaat uit zo’n 90 studenten, waarvan er een 30-tal fulltime aan de DUT22 werken. Vanaf september tot medio januari hebben wij een raceauto ontworpen die slechts 159 kilogram weegt, 1257 Nm aan koppel heeft, met een coureur in 1,86 seconden naar 100 km/uur kan accelereren en autonoom in 1,55 seconden (Formule1-racewagen doen daar zo’n 2,5 seconde over – red.)). Tenslotte krijgt onze coureur tijdens het remmen te maken met 3,3g-krachten (in een achtbaan ervaar je 1,5 tot 2g – red.). Of deze specificaties voldoende zijn om FSG te winnen, ontdekken we pas tussen 15 en 21 augustus."
Organisatorische uitdagingen
Net als in 2020 en 2021 ondervindt het DUT22-team natuurlijk hinder van de contactbeperkingen door COVID-19. "Wij zijn met enkele collega-teams nog steeds gehuisvest in een oude fabriekshal aan de Schieweg in Delft", vervolgt Deken. "Gelukkig zijn wij bij de start van dit studiejaar niet beperkt in onze teambuildingactiviteiten, omdat je daarmee de onmisbare basis legt voor intensieve multidisciplinaire samenwerking tussen een groot aantal studenten uit verschillende landen. Wij hebben wel last gehad van de tekorten aan chips en koolstofvezels. Daar is zowel op geanticipeerd met ontwerpaanpassingen als het werven van nieuwe sponsors, waaronder ProDrive Technologies. Het chiptekort is bij iedereen wel bekend, maar de lange levertijden van koolstofvezels hebben ons verrast en genoodzaakt om met simulaties van beschikbare alternatieven het chassis te optimaliseren. Een andere uitdaging was het werven van genoeg electrical en software engineers, omdat we die beide expertises veel meer nodig hebben door het integreren van racen met een coureur en autonoom."
Het werven van genoeg electrical en software engineers was een uitdaging. Van beide expertises waren er veel meer nodig door het integreren van racen met een coureur en autonoom.
Ontwerpfocus DUT22
"Onze ontwerpfocus voor dit jaar was het vinden van de optimale balans tussen performance, drivability en reliability", zegt Pijnenburg. "Afgelopen jaren lag de focus vooral op performance, waardoor er technisch gezien een sublieme auto werd ontworpen en gebouwd, die op de circuits echter niet volledig tot zijn recht kwam. Verder zien wij nog mogelijkheden om onze zelf ontwikkelde motorcontrollers te verbeteren op het gebied van performance en reliability." De FSTD-teams ontwerpen en engineeren al sinds 2004 alle onderdelen met Dassault Systèmes’ Catia- en Simulia-applicaties, waarvan de laatste jaren via het 3DExperience-platform. "Zonder zo’n platform is het onmogelijk om met een groot multidisciplinair team binnen vier maanden tijd een nieuwe racewagen te ontwerpen en te engineeren", vervolgt Pijnenburg. "Zeker nu door onze beperkte kantoorruimte een deel van het team vanuit huis of een andere locatie parttime hun specialistische bijdragen leveren. Iedereen kan via het 3DExprience-platform eenvoudig locatie- en tijdonafhankelijk samenwerken en communiceren."
Topologie-optimalisaties
Behalve aan het naadloos integreren van alle auto-onderdelen, besteedt het DUT22-team dit jaar veel aandacht aan mogelijke gewichtsbesparingen. "Onze raceauto is samengesteld uit een chassis met aerodynamische vleugels voor de benodigde downforce, vier wielen die elk een eigen elektromotor en motorcontroller bevatten en natuurlijk de wielophangingen aan het chassis", vat Pijnenburg samen. "Met behulp van topologie-optimalisaties in de Simulia-applicatie van Dassault Systèmes zijn wij erin geslaagd om het totale gewicht te reduceren tot slechts 159 kilogram. Dat is belangrijk omdat voor elke extra kilogram meer motorvermogen en accucapaciteit nodig zijn om te kunnen winnen, wat weer leidt tot een hoger gewicht. Uiteraard hebben wij ook complexe CFD-berekeningen (Computational Fluid Dynamics – red.) ingezet om tot het beste ontwerp te komen en de luchtstroming onder en langs onze auto te optimaliseren. Net als bij Formule1-racewagens krijgt de DUT22 een Drag Reduction System (DRS), om op delen van de circuits onze downforce te verlagen en sneller te kunnen rijden."
Kennis, ervaring en applicaties
FSTD behoort al ruim twintig jaar tot de beste studententeams ter wereld en heeft er alle vertrouwen in dat de aanwezige kennis en ervaring dit jaar de beoogde winst bij de FSG-competitie gaat opleveren. Het ontwerp van de DUT22 is op 19 januari aan het publiek gepresenteerd, waarna de productiefase is begonnen die tot eind april duurt. Tenslotte hebben ze dan nog twee maanden voor intensief testen en datagestuurd optimaliseren. "Dit project is voor alle teamleden zowel een enorme technische en organisatorische uitdaging, als een waardevolle leerervaring", concludeert Deken. "Iedereen ontdekt namelijk met elkaar hoe je geleerde kennis kunt toepassen voor complexe technische uitdagingen en doet waardevolle praktijkervaring op voor de toekomstige carrière. Dankzij sponsoren als Dassault Systèmes kunnen wij daarbij gebruik maken van de modernste en meest geavanceerde applicaties om binnen de kortst mogelijke tijd een raceauto te ontwerpen, te engineeren en te bouwen."
Dit artikel is geschreven voor Constructeur 1 – 2022
Lees ook de eerdere DUT-artikelen:
DUT 08: Studenten van de TU Delft presenteren nieuwe duurzame race-auto
DUT 09: Studenten TU Delft presenteren extreem lichte en zuinige race-auto
DUT 10: Tiende Delftse studentenracewagen gaat voor kampioenschap
DUT 11: Studenten TU Delft bouwen elektrische racewagen
DUT 13: Rijdende computermuis met spoilers
DUT 14: Elektrische auto TU Delft flink lichter (video)
DUT 19: ‘Downforce’ en ‘driverless’ moet DUT19 de overwinning brengen
Anderen lazen ook
