Studentská formule z VUT se poprvé objeví na závodech bez pilota

Letošní zbrusu nový monopost formule dnes představili studenti VUT v Brně. Již třetím rokem se věnují vývoji elektricky poháněných formulí, letos ale doplnili další novinku: s Dragonem e3, jak vůz nazvali, se v Německu zúčastní závodních disciplín v autonomní jízdě, tedy bez pilota. Mladí konstruktéři z TU Brno Racing se v srpnu vypraví na celkem tři závody celosvětového seriálu Formula Student.

Slavnostní odhalení studentské formule Dragon e3 na FSI VUT | Autor: Jan Prokopius

Videozáznam ze slavnostního odhalení nového monopostu Dragon e3

Největší novinkou letošní formule je schopnost autonomní jízdy. Studenti na ní začali pracovat už loni, letos se v Německu poprvé zúčastní dvou závodních disciplín bez pilota. „Vůz máme připravený tak, že máme pouze jedno auto, Dragona e3, které pro autonomní jízdu osadíme potřebnými senzory. Jiné týmy jdou cestou dvou vozů, kdy například jeden starší přebudují na autonomní. Pro nás by bylo náročné držet dvě auta schopná jízdy na závodech, nicméně loňský monopost používáme pro testování autonomních prvků,” vysvětluje letošní vedoucí týmu TU Brno Racing Patrik Tiszai.

Pro jízdu bez pilota je nutné formuli osadit kamerami a také technologií lidar, která dokáže pomocí laserů načíst přesný 3D obraz okolí vozu v reálném čase. Díky tomu se monopost orientuje v prostoru a algoritmy se pak postarají o výpočet optimální trasy. „Využíváme některé dostupné algoritmy, ale většinou si je musíme výrazně upravit pro naše potřeby. Do velké míry je to námi navržený systém,” dodává Tiszai, která sám na VUT studuje na Fakultě informačních technologií.

Zleva Jiří Janečka, Patrik Tiszai a Matúš Kavec | Autor: Jan Prokopius

Velkou výzvou bylo pro studenty také odlehčení vozu. Zatímco u autonomní jízdy je monopost už z principu lehčí o zhruba sedmdesát kilo, což je průměrná váha pilota, pro pilotované disciplíny studenti hledají cesty, jak ušetřit každý gram. „Loňský Dragon e2 vážil bez pilota 184 kilogramů. Náš letošní cíl byl dostat se na 170 kilogramů, což by nám mělo pomoci v dosažení větší rychlosti i zlepšení akcelerace. Čím lehčí auto je, tím by mělo být rychlejší,“ vysvětluje technický vedoucí za mechanickou část (Technical Mechanical Leader) a student Fakulty strojního inženýrství Jiří Janečka. A dodává, že od první elektrické formule Dragon e1 před třemi lety se jim podařilo „shodit“ už zhruba 40 kilogramů váhy. Největší část, zhruba třetinu hmotnosti vozu, stále tvoří baterie, která elektrický monopost napájí.

Dragon e3

Hmotnost: 170 kg
Výkon: 2 x 35 kW
Kapacita baterie: 7.5 kWh
Pohonná jednotka: 2 x elektromotor Fischer – hnaná zadní náprava, pohon obou kol nezávisle na sobě
Maximální rychlost: 120 km/h
Zrychlení z 0 na 100 km/h: 3,0 s
Podvozek: 10” kompozitní kola vlastního návrhu

Část týmu TU Brno Racing | Autor: Jan Prokopius

Sekce, která se v rámci týmu věnuje elektrotechnice, se letos zaměřila mimo jiné na vývoj vlastního měniče. „Rozhodli jsme se, že i poslední jednotky, které jsme nakupovali, si budeme raději vyrábět sami. Zejména jde o měnič a řídicí jednotku motoru. Hlavně proto, že co si sami postavíme, tomu do detailu rozumíme. Nakoupené části jsou pro nás taková černá skříňka. Součástky naší vlastní konstrukce jsou pro tým do budoucna obrovskou výhodou a jako studenti máme možnost si vyzkoušet něco, co se na škole běžně neučí,“ vysvětluje technický vedoucí za elektrickou část (Technical Electrical Leader) Matúš Kavec, student Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií.

Vlastní výroba má i další, velmi pragmatický důvod. Dodávky komponent na světových trzích od pandemie stále drhnou. Na některé součástky studenti čekají týdny i měsíce, občas se vůbec nedočkají. „Problém je se vším, od opracování surových materiálů jako hliník, po dodávky mikročipů a kabelů. Naším největším šampionem jsou brzdy: loni jsme na ně čekali tak dlouho, že přišly až po konci sezony. Letos tedy máme ve formuli brzdy původně určené pro loňský monopost,“ dodává Kavec.

Studentská formule je projekt na generace, na VUT se jí studenti věnují už třináct let. Proto se tým snaží umožnit svým nástupcům, aby měli na čem stavět. Letos si studenti monopost osadili řadou nových senzorů, které budou sbírat data, z nichž mohou těžit v dalších sezonách a auto stále vylepšovat. Na stavbě letošního monopostu se podílely tři desítky studentů, kteří celkem odpracovali zhruba 50 000 hodin.

Nyní tým čeká testování nového vozu a výcvik a výběr pilotů. V srpnu pak během tří týdnů objedou hned tři závody světového seriálu Formula Student. „Začínáme v Maďarsku na okruhu Formule 1 Hungaroring, poté jedeme do Česka na Autodrom Most a sezónu zakončíme v Německu. Samozřejmě doufáme, že Dragon e3 bude nejúspěšnější auto, které jsme kdy vyrobili,“ uzavírá Tiszai.

Formula Student je soutěží pro mladé inženýry z celého světa. Úkolem týmů je během jednoho roku navrhnout, vyrobit a otestovat monopost formule na závodech série Formula Student. V soutěži se hodnotí inženýrský přístup, přemýšlení nad náklady na výrobu, obchodní schopnosti, spolehlivost, ovladatelnost, výkonnost, bezpečnost vozu. Doplňkově se hodnotí také design vozu nebo byznys plán týmu.

Studentský tým TU Brno Racing vznikl na Fakultě strojního inženýrství VUT v roce 2010. V roce 2021 studenti ukončili výrobu monopostů se spalovacím motorem, když vyrobili jubilejní 10. model Dragon X a zároveň představili první model elektrické formule Dragon e1. TU Brno Racing je největším studentským týmem na VUT, na vývoji, výrobě a chodu týmu se letos podílelo 50 studentů. V závodní sezóně 2021/2022 vybojoval tým s modelem Dragon e2 30. místo v kategorii elektrických formulí ve světovém žebříčku tří set týmů.

Více o týmu na www.tubrnoracing.cz.

Kontakt za tým:

Patrik Tiszai | Team Leader, TU Brno Racing | +421 918 653 993 | patrik.tiszai@vutbr.cz

Autor článku: Fakulta strojního inženýrství VUT