Формула Sae

Формула SAE - это конкурс дизайна студентов, организованный SAE International (ранее известный как Общество автомобильных инженеров, SAE). Конкурс был начат в 1980 году студенческим филиалом SAE в Университете Техаса в Остине после того, как предыдущий конкурс по асфальтовым гонкам оказался неустойчивым.

Концепция

Концепция Formula Sae заключается в том, что вымышленная производственная компания заключила контракт с командой по дизайну студентов на разработку небольшого в стиле Формулы гоночного автомобиля . Прототип гоночного автомобиля должен быть оценен на предмет его потенциала в качестве производственного элемента. Целевой маркетинговой группой для гоночного автомобиля является непрофессиональный гонщик Autocross . Каждая студенческая команда разрабатывает, создает и проверяет прототип на основе ряда правил, целью которой является обеспечение безопасности на пути (автомобили обусловлены самими студентами) и способствуют умному решению проблем. Существуют сжигание и электрические подразделения конкуренции, в первую очередь различаются только по их правилам трансмиссии.

Прототип гоночного автомобиля оценивается в ряде различных событий. График баллов для большинства событий Formula SAE: ^{[ 1 ]}

Статические события
Дизайн события	150
Мероприятие анализа затрат и производства	100
Презентационное событие	75
Динамические события
Событие ускорения	100
Соревнование Skidpad	75
Автокросс	125
Событие экономики топлива	100
Энтеранскую событие	275
Общее количество очков возможна	1,000

В дополнение к этим событиям различные спонсоры конкуренции предоставляют награды за превосходные достижения в области дизайна. Например, наилучшее использование E-85 этанолового топлива, инновационное использование электроники, переработка, достойность аварии, аналитический подход к проектированию и общая динамическая производительность-некоторые из доступных наград. В начале конкуренции автомобиль проверяется на соответствие правилам во время технической проверки. Его способность торможения, стабильность пролонга и уровни шума проверяется до того, как транспортное средство будет разрешено конкурировать в динамических событиях (Skidpad, Autocross, ускорение и выносливость).

Крупные компании, такие как General Motors , Ford и Chrysler , могут иметь взаимодействие сотрудников с более чем 1000 студенческих инженеров. Работая в командах от двух до 30 лет, эти студенты доказали, что способны производить функционирующий прототип автомобиля. ^{[ 2 ]}

Волонтеры для судейства дизайна включают некоторых из самых выдающихся инженеров и консультантов гоночной индустрии, в том числе покойного Кэрролла Смита , Билла Митчелла, Дуга Милликена, Клода Руэль, Джека Алда , Джона Лепланте , Рона Тауранака и Брайана Кубалы .

Сегодня конкуренция расширилась и включает в себя более 12 мероприятий по всему миру. Например, Formula Student -это аналогичное мероприятие SAE в Великобритании, а также Formula Sae Australasia (Formula SAE-A), проходящее в Австралии . Verein Deutscher Ingenieure (VDI) проводит соревнование по Формуле Германии в Hockenheimring .

ответвление под названием Formula Hybrid В 2007 году был открыт . Он похож на Formula SAE, за исключением того, что у всех автомобилей должны быть бензино-электрические гибридные электростанции. Конкурс проводится на New Hampshire International Speedway . [1]

В 2010 году была открыта Formula Student Electric, что требует, чтобы студенты строили гоночный автомобиль с полностью электрическим питанием.

В 2017 году Формула была открыта без водителя.

Резюме правил

Студенческий конкурс

Формула SAE имеет относительно мало ограничений на производительность. Команда должна быть полностью составлена из активных студентов колледжа (включая водителей), которые накладывают очевидные ограничения на доступное рабочее время, наборы навыков, опыт и представляют уникальные проблемы, с которыми профессиональные гоночные команды не сталкиваются с платным, квалифицированным персоналом. Это ограничение означает, что остальные правила могут быть гораздо менее ограничительными, чем большинство профессиональных серий.

Студентам разрешается получать советы и критику от профессиональных инженеров или преподавателей, но сами студенты должны делать весь дизайн автомобиля. Студенты также несут исключительную ответственность за сбор средств, хотя большинство успешных команд основаны на учебных программах и имеют спонсируемые университетами бюджеты. Кроме того, система баллов организована таким образом, чтобы несколько стратегий могли привести к успеху. Это приводит к большому разнообразию среди автомобилей, что является редкостью в мире автоспорта.

Двигатель (конкурс IC)

Двигатель должен быть четырехтактным поршневым двигателем с оттоком с смещением не более 710 куб. См. Воздушный ограничитель круглого сечения должен быть установлен вниз по течению от дроссельной заслонки и вверх по течению от любого компрессора , с диаметром не превышает 20 мм для бензиновых двигателей, принудительной индукции или естественного аспирации, или 19 мм для двигателей с этанолом. Ограничитель сохраняет уровни мощности ниже 100 л.с. в подавляющем большинстве автомобилей FSAE. производственные четырехцилиндровые спортивные велосипедные Чаще всего используются двигатели с 600 куб. См из-за их доступности и смещения. Тем не менее, есть много команд, которые используют меньшие V-TWIN и одноцилиндровые двигатели, в основном из-за их выгоды для повышения веса и упаковки. Очень редко команды строят двигатель с нуля, несколько примеров включают в себя в западном университете Вашингтона заявку 554 куб. См Университета Мельбурна в 2001 году, двигатель «Wattard» Университета Окленда в 2003–2004 годах и Twin .

Электрическая трансмиссия (конкуренция с EV)

Аккумулятор не должен иметь напряжения более 600 В, но не имеет предела емкости. Энергетический счетчик устанавливается на соревнованиях, гарантируя не более 80 кВт. Большинство команд решают использовать литий-ионные клетки, но также разрешены как свинцовые кислотные клетки, так и другие устройства для хранения энергии, такие как конденсаторы,-это объясняет обычно упоминаемый аккумулятор, который называется аккумулятором в этом конкуренте. Клеточные напряжения и температуры должны контролироваться и отдельные ячейки, соединенные с помощью плавных связей. Эти проблемы приводят к тому, что многие (особенно молодые) команды используют предварительно настроенные клеточные модули, которые соединены вместе в корпусе аккумулятора. Организаторы конкурса пытаются подготовить команды к техническому инспекции соревнований EV, когда команды заполняют форму электрической безопасности (ESF) до конкуренции - в этой форме изложены многие части, используемые в системе высокого напряжения, а также проектные решения, которые принимает команда.

Приостановка

Подвеска неограничена, за исключением правил безопасности и требованием иметь всего 50 мм прохождения колеса. Большинство команд выбирают четырехколесную независимую подвеску , почти универсально двойной Wishbone . Активная подвеска является законной.

Аэродинамика

Сложные аэродинамические пакеты, хотя и не требуются для конкуренции на соревнованиях, являются распространенными среди самых быстрых команд на соревнованиях. С низкими скоростями конкуренции FSAE, редко превышающих 60 миль в час (97 км/ч), конструкции должны быть полностью оправданы в событии судейства дизайна посредством тестирования ветряной туннели , вычислительной динамики жидкости и тестирования на трассе. Аэродинамические устройства регулируются с помощью максимального размера, а аэродинамические устройства с питанием запрещены.

Масса

Там нет ограничения веса. Вес среднего конкурентного автомобиля Formula Sae обычно составляет менее 440 фунтов (200 кг) в расовой отделке. Тем не менее, нехватка регулирования веса в сочетании с несколько фиксированным потолком мощности побуждает команды принимать инновационные стратегии повышения веса, такие как использование композитных материалов, сложные и дорогие проекты обработки и быстрое прототипирование . В 2009 году частью экономии топлива события выносливости было назначено 100 из 400 точек выносливости, по сравнению с 50. Это изменение правил ознаменовало тенденцию к сокращению двигателей в попытке сэкономить вес и увеличить экономию топлива. Несколько лучших команд перешли с мощных четырехцилиндровых автомобилей на небольшие, одно- или двухцилиндровые двигатели, которые, хотя они обычно делают гораздо меньше мощности, позволяют экономить вес 75 фунтов (34 кг) или более, а также более обеспечить гораздо лучшую экономию топлива. Если легкий одноцилиндровый автомобиль может сохранить разумные темпы в гонке на выносливость, он часто может составить очки, потерянные в общее время для более тяжелых, мощных автомобилей с помощью исключительного балла экономии топлива.

Пример: на мероприятии Formula Sae West Endurance Encure 2009 года финишеры на третьем месте Рочестерский технологический институт завершили курс выносливости за 22 минуты, 45 секунд со своим четырехцилиндровым автомобилем, а финишеры на четвертом месте -Университет штата Орегон закончился за 22 минуты, 47 Секунды с их одноцилиндровым автомобилем; Это дало RIT 290,6 из 300 очков за гоночную часть события и OSU 289,2 балла. Тем не менее, OSU использовал наименьшее топливо любого автомобиля (0,671 GAL (2,54 л) или 20,3 миль _{на галлон} (0,116 л/км) по всей гонке на выносливость) и получил полные 100 баллов за экономию топлива, в то время как RIT использовал 1.163 США Gal (4,40 л) (11,75 миль на галлон _{- US} (0,2002 л/км)) и, таким образом, был присужден только 23,9 доступных пунктов. RIT продолжил выиграть общее соревнование всего на 8,9 очка над OSU, забив немного лучше во всех других динамических событиях. ^{[ 3 ]}

Безопасность

Большинство правил относятся к безопасности. Автомобили должны иметь два стальных обруча обозначенной толщины и сплава, независимо от состава остальной части шасси. В носу должен быть аттенюатор воздействия , и данные тестирования воздействия на этот аттенюатор должны быть представлены до конкуренции. Автомобили также должны иметь две гидравлические тормозные цепи, полные гоночные жгуты с пятиточечными и должны соответствовать геометрическим шаблонам для местоположения водителя в кабине для всех конкурирующих водителей. Тестирование наклона гарантирует, что жидкости не будут разливаться с автомобиля под тяжелыми поворотами, и между водителем и топливными, охлаждающими или масляными линиями не должно быть никакой видимости. Электрические транспортные средства также оснащены цепью выключения , которая является физическим электрическим путем, который проходит ток, который закрывает основных контакторов автомобиля. Все кнопки безопасности, переключатели и цепи являются частью схемы выключения, так что удаление любого должно сделать физически невозможным для присутствия высокого напряжения за пределами аккумулятора.

История

состоялась единственная мини-индикация SAE В 1979 году в Университете Хьюстона . Задуманный доктором Куртом М. Маршеком , конкуренция была вдохновлена правой статьей, которая появилась в журнале «Популярные механики» , для небольшого автомобиля « в стиле инди », сделанного из дерева, и приводится в действие пятью лошадиных сил Бриггса и Страттон двигатель. Используя мини-соревнования Baja в качестве руководства, студенты-инженеры должны были разработать и построить небольшие, «инди-стиль», с использованием того же стокового двигателя, который использовался в статье «Популярные механики» . Тринадцать школ поступили, а одиннадцать соревновались. Техасский университет в Эль -Пасо выиграл общий соревнование под главным надзором.

Хотя д-р Уильям Шаптон (который недавно покинул Университет Цинциннати , чтобы вступить в Мичиганский технологический университет ) вступил в подготовку к идее проведения аналогичного конкурса в 1980 году, никто не подошел к организации еще одной мини-индийской.

В 1980 году, когда члены нового студенческого филиала SAE в Техасском университете (Остин) узнали, что мини-индика В классе в сложную, реальную проблему инженерного дизайна: дизайн и разработка гоночного автомобиля. Участники студенческого отделения UT SAE Роберт Эдвардс и Джон Теллкамп провели обсуждение среди членов UT SAE и представляли конкурс, в котором будет включена проектирование и создание гоночного автомобиля в соответствии с сериалом начального уровня SCCA Formula 440, которая была популярна в то время. Профессор Мэтьюз придумал имя «Formula Sae» после формата Формулы А и Формулы Ви, но подчеркивая, что этот новый гоночный автомобиль был инженерным конкурсом, а не соревнованием водителя. Школы встретятся после окончания учебного года, чтобы конкурировать и определить, кто построил лучший автомобиль. Эдвардс, Телкамп и коллеги из UT Sae Джо Грин, Дик Мортон, Майк Беста и Карл Моррис разработали набор правил безопасности и конкуренции и представили их членству в студенческом отделении SAE и консультанту по факультету UT SAE профессора Рона Мэтьюса. Затем профессор Мэтьюз связался с Бобом Сехлером из Департамента образовательных отношений SAE в штаб -квартире SAE и попросил его разрешения создать новый межвузовский конкурс дизайна инженерии студентов и провести первый конкурс Formula SAE летом 1981 года, и он согласился. Недавно сформированный филиал UT SAE, состоящий в основном из автомобильных и мотоциклетных энтузиастов, получающих инженерные степени, в том числе несколько, кто оставил карьеру в областях, для которых рынок труда фактически исчез из -за депрессивной экономики в начале 1980 -х годов, включая некоторые опытные автомеханики, из -за депрессии в начале 1980 -х годов, в том числе некоторые опытны принял и принял эту концепцию с небольшим представлением о том, во что они сами ввязались. Сотрудники студенческого филиала SAE Майк Бест, Карл Моррис и Сильвия Обрегон вместе с доктором Мэтьюсом начали планировать и организовывать мероприятие, которое будет проходить в следующем году.

Здесь важно отметить, что Формула SAE не была простым переименованием мини-индийского соревнования, но вместо этого была совершенно новым межвузовским конкурсом дизайна инженерии студентов. В отличие от всех предыдущих соревнований по гонкам/дизайну, санкционированным SAE, включая мини-индийс, правила Formula SAE оставили выбор двигателя в команду разработчиков, если использовать 4-дюймовый двигатель с ограниченным ограничением диаметра в один дюйм. (Нынешние правила Formula SAE позволяют командам использовать 4-ступенчатые двигатели до 710 куб. поощряется. Первый конкурс Formula SAE состоялся на стоянке бейсбольного поля UT (Disch-Falk Field) в кампусе Университета Техаса в выходные дни памяти, 1981 год. Судьи включали легендарного инженера-автомобиля/владельца/водителя Indy 500 Jim Зал. В то время как внезапный дождевой шторм Техаса послал всех, кто пытался прикрыть укрытие непосредственно перед событием выносливости в тот день, погода не смогла ослабить духи студентов, судей или зрителей и Формулы Саэ. Техасский университет продолжал проводить мероприятие с 1982 по 1984 год, поскольку популярность и количество участников росла. В эти последующие годы UT перенесла конкуренцию Formula SAE в другие парковочные зоны, которые включали изменения в высоту и фартуки подъездной дороги, которые заставили использовать функционирующие суспензии. Мероприятие стало международным в 1982 году с входом команды Universidad La Salle из Мехико. Значительные изменения правил для 1982 года были: 1) предел смещения 600 куб. См (300 куб. Любые правила приостановки), и 3) добавление временного класса транспортных средств «B & S», которые первоначально были разработаны для мини-баха, пришлось сохранить двигатель Briggs & Stratton 8 л.с. Независимое правило приостановки. Формула Саэ продолжала быть международным конкурсом, когда вернулась команда из Университета Ла Саль. При единственном ограничении двигателя является предел смещения 600 куб. См и 1-дюймовый максимальный диаметр для потребления, творчество процветало. Также в 1983 году был устранен временный класс B & S, Университет Техаса в Остине вошел в первый композитный автомобиль Formula Sae, а Университет Маркетт поступил в первый турбонаддув. Правила позволили автомобилю Formula Sae соревноваться в течение двух лет в знак признания усилий, необходимых для создания и проверки качественного автомобиля. Это также позволило студентам опыт реинжиниринга и улучшения элементов дизайна, которые не работали. Правила для 1984 года специально позволили турбокомпрессорам, нагнетателям и использованию оксида азота, но двигатель должен был дышать через 25,4 мм выходного отверстия карбюратора (1984 год был задолго до введения электронного топлива). Позже ограничивались ограничиваемые ограничения, так как автомобили стали быстрее за год, так как знания были переданы внутри и между командами. Кроме того, было обнаружено правило колесной базы 65-100 дюймов, как и правило, требующее, чтобы у всех транспортных средств было «тело, напоминающее автомобиль формулы». Formula Sae Field выросла до одиннадцати автомобилей в 1984 году, поэтому Техасский университет в Остине решил, что соревнование достаточно созрело, что было безопасно передать его другим хозяевам.

Техасский университет в Остине провел конкурс до 1984 года. В 1985 году конкурс был организован Университетом Техаса в Арлингтоне . Там д-р Роберт Вудс, с руководством Комитета по студенческой деятельности SAE, изменил концепцию конкуренции с той, где студенты построили чистый гоночный автомобиль, на тот, который отражал соревнования SAE Mini-Baja, где они должны были спроектировать и строить Транспортное средство для производства ограниченного серии.

General Motors организовал конкурс в 1991 году, Ford Motor Co. в 1992 году, а Chrysler Corp. в 1993 году. После конкурса 1992 года три сформировали консорциум для управления Формулой SAE.

В конце конкурса 2008 года консорциум прекратил существовать. В настоящее время мероприятие финансируется SAE за спонсорство компании и пожертвования, а также плата за зачисление команд.

Победители

Смотрите также

Ссылки

^ Боб Вудс, 1996 г. Формула SAE Rules , (Warrendale, PA): Образовательные отношения SAE International. Кроме того, победителями были студенты технологии Чихуахуа, из Мексики, с. 4
^ Декан Кейс, Студенческий талант, Racecar Engineering , Vol. 5 № 3 (Англия): с. 35
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-05 . Получено 2010-03-31 . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )

Басс, Эдвард А., Ларри М. Бенделе и Скотт Т. МакБрум (1990), «Соревнование по дизайну студентов Formula Sae 1989 года», Sae Paper 900840, doi: 10.4271/900840.
1982 (тогда 1982).
Мэтьюз, Рональд Д., Ричард К. Мортон и Билли Х. Вуд (1983), «Соревнование чемпионата Формулы SAE 1983 года», SAE Paper 831390, 1983, DOI: 10.4271/831390.
Мэтьюз, Рональд Д., Дэн Вустер, Билли Вуд и Тим Райан (1984), «Межвузовство Формулы SAE 1984 года», Sae Paper 841163, doi: 10.4271/841163.

Внешние ссылки

[1] Боб Вудс, 1996 г. Формула SAE Rules , (Warrendale, PA): Образовательные отношения SAE International. Кроме того, победителями были студенты технологии Чихуахуа, из Мексики, с. 4

[2] Декан Кейс, Студенческий талант, Racecar Engineering , Vol. 5 № 3 (Англия): с. 35

[3] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-05 . Получено 2010-03-31 . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

v Т и SAE International
Организации	Ассоциация лицензионных производителей автомобилей Физический Компания автомобильных инженеров
Стандарты	ARP4754 ARP4761 AS9000 AS9100 SAE J300 SAE J306 SAE J1587 SAE J1708 SAE J1772 SAE J1814 SAE J1939 SAE J2452 SAE J3016 SAE J3068 SAE J3105 SAE J3400
Награды	Медаль братьев Райт
Люди	Эндрю Л. Райкер Генри Форд
Соревнования	Низкий Sae Формула Sae SAE Aerodesign SAE Supermileage Competition
Связанный	Здание инженерных обществ SAE Steel Grades SAE 304 SAE 316 SAE 316L SAE 440C SAE 630 SAE 904L