Rovnaká i celkom iná: Sériová vs rely FABIA

Rovnaká i celkom iná: Sériová vs rely FABIA

ŠKODA SVET INOVÁCIE & TECHNOLÓGIE

Vývoj pretekárskeho automobilu upravujú prísne pravidlá Medzinárodnej automobilovej federácie FIA. Je to však veľmi rôznorodá a zaujímavá práca. Jej detaily približuje ŠKODA Storyboard na príklade novej generácie bestselleru zo sveta rely FABIA Rally2.

1. 6. 2022

Dový ssúťažný špeciál ŠKODA FABIA Rally2 postavený na základe najnovšej štvrtej generácie obľúbeného sériového modelu ŠKODA FABIA už čoskoro vyrazí do sveta. Vývojári zo ŠKODA Motorsport práve dokončujú vývoj vozidla a chystajú sa na jeho homologovanie a prvé pretekárske nasadenie. Ako taký vývoj pretekárskeho špeciálu prebieha, akými pravidlami sa riadi a na aké úskalia môžu inžinieri naraziť, prezrádza v rozhovore Aleš Rada, vedúci techniky pretekárskeho vozidla oddelenia ŠKODA Motorsport.

https://vimeo.com/710325197

Kdy vývoj závodního auta začíná, a jaký vztah má začátek vývoje k vývoji sériového vozu?
Ak sa bavíme o vývoji pretekárskeho špeciálu podľa pravidiel pre kategóriu Rally2, tak pri tej je podmienkou, že pretekárske auto musí vychádzať zo sériového modelu. Z toho vyplýva, že je nevyhnutné nadviazať na vývojové práce kolegov v sériovom vývoji, ktoré už boli realizované na reálnom sériovom vozidle. V minulosti sme s vývojom súťažného vozidla začínali v rôznych obdobiach vývoja sériového vozidla. Pri niektorých našich špeciáloch sme štartovali vo chvíli, keď už sériové auto nejakú dobu existovalo. Pri iných sme začínali ešte vo  fáze, keď bolo všetko okolo sériového auta tajné.

Ako to bolo pri aktuálnej novinke?
V jej prípade sme s vývojom začínali ešte pred začiatkom koronavírusovej pandémie, teda dlho pred minuloročnou svetovou premiérou novej generácie modelu FABIA. Plán projektu a komunikácie je taký, že pretekárske auto predstavíme približne rok po svetovej premiére toho sériového. Je to ideálny časový odstup, vďaka ktorému využijeme skutočnosť, že FABIA štvrtej generácie je stále nové auto a my naň môžeme „športovo“ nadviazať a predstaviť pretekársky špeciál.

DZ7_9376Aleš Rada, vedúci techniky pretekárskeho vozidla oddelenia ŠKODA Motorsport.

Zdržala vás pri vývoji pandémia?
Je pravda, že sme museli trochu zmeniť spôsob práce. V podstate celý jeden rok vývoja sme na aute pracovali výhradne z domu, práce prebiehali v digitálnom prostredí a nemohli sme napríklad stavať prototypy. Vo virtuálnom prostredí sme odviedli ozaj obrovské množstvo práce a oproti našim predchádzajúcim autám sme napredovali hlavne vo využití rôznych simulácií a ďalších digitálnych nástrojov. Auto sme teda v počítačoch mali navrhnuté a virtuálne bolo vyskúšané lepšie ako všetci jeho predchodcovia.

Aké fázy vlastne má taký vývoj pretekárskeho auta?
Tie etapy sú podobné ako pri vývoji sériového vozidla. Na začiatku je určitá vízia, myšlienka, prečo sa to auto robí, do akej kategórie má patriť a z akého modelu má vychádzať. U nás je to dlhodobo FABIA, pretože ide o kompaktné vozidlo, ktoré požiadavkám na rely auto z portfólia automobilky najviac vyhovuje. V ďalšej fáze musíme vyhodnotiť potenciál sériového vozidla a jeho „pretavenie“ do pretekárskeho auta. Musíme si určiť, čo od auta a jeho jednotlivých častí očakávame, čo čakáme napríklad od podvozku, motora, prevodovky a ďalších konštrukčných celkov. Robíme si výkonnostný rozbor, pri ktorom samozrejme mierime na špičku danej kategórie. Vieme, aké je súčasné auto a vieme, čo približne môže v nasledujúcom období priniesť konkurencia. Tomu sa snažíme prispôsobiť tak, aby sme boli vždy na čele. Z tejto súvahy vyjde definícia, respektíve koncept auta, podľa ktorého potom začíname konštruovať. Najskôr v počítačoch vytvoríme kompletné konštrukčné dáta, potom prídu na rad rôzne numerické simulácie, aerodynamické a pevnostné výpočty, simulácia chladenia a podobne.

03_fabiang_1509_new-wheelsNový pretekársky špeciál vychádza zo štvrtej generácie sériového modelu ŠKODA FABIA.

Potom už nasleduje prototyp?
Áno, následne postavíme prototypy. V prípade nového vozidla sme začali s dvoma testovacími vozidlami. Nasledujú praktické skúšky, či už jednotlivých komponentov na skúšobných stavoch alebo samotného auta. To testujeme jednak v laboratóriách, ale aj v aerodynamickom tuneli a potom s ním vyrážame na jazdné testy. Pri nich sa vždy ukáže, čo ešte môžeme zlepšiť a eventuálne prerobiť. Harmonogram je taký, že vždy chceme stihnúť približne dve konštrukčné slučky. To znamená, že v prípade problémov stihneme súčiastku prerobiť a ešte raz ju podrobiť kompletným testom. Keď takto auto dokončíme, nasleduje homologovanie a tým je v podstate jeho technický stav z drvivej väčšiny zmrazený. Potom už auto môžeme len ladiť a nastavovať na rôzne povrchy, teda rôzne typy asfaltov, šotoliny či na sneh. Systém tzv. vývojových žolíkov nám dáva možnosť zmeniť niektoré súčiastky aj v priebehu trvania homologovania. Súčasný systém je taký, že v prvých dvoch rokoch po homologovaní možno uplatniť maximálne päť žolíkov. V ďalších 24 mesiacoch máme k dispozícii päť žolíkov ako balík (t.j. musia sa využiť naraz) plus dvoch ďalších žolíkov.

Ako vás vo vývoji obmedzujú pravidlá?
Pravidlá sú striktné. Vyžadujú napríklad to, aby bola karoséria pretekárskeho auta zhodná s karosériou sériového vozidla. Výnimkou je len možnosť rozšíriť auto pomocou blatníkov a nárazníkov. Do podlahy môžeme okrem toho zabudovať tunel pre zabudovanie pohonu 4x4. Koncept prednej i zadnej nápravy pretekárskeho auta musí byť typu McPherson, podvozkové súčiastky sú kompletne náš vývoj a so sériou nemajú nič spoločné. To isté platí aj o prevodovke. Motor na druhej strane musí vychádzať zo sériového agregátu. V tomto prípade to však môže byť aj motor z iného sériového vozidla koncernu. Pre kategóriu Rally2 však motor musí mať maximálny objem 1,6 litra.

Testovanie doposiaľ maskovaného špeciálu ŠKODA FABIA Rally2.

Existujú pri vývoji nejaké finančné limity?
Pri vývoji sme v podstate limitovaní len naším rozpočtom. Pravidlá na nič takéto nedozerajú a nemáme žiadny finančný strop. Finančný strop však platí pre cenu pretekárskeho auta. V záujme toho, aby sme mohli auto ponúknuť zákazníkom, musíme dodržať prísny finančný limit maximálnej ceny auta v špecifikácii Ready to race. Tento termín znamená, že ide o pretekárske vozidlo, ktoré spĺňa všetky pravidlá (bezpečnostné, technické, športové) potrebné pre štart vozidla na asfaltovej súťaži. Limit platí aj pre cenu niektorých dôležitých náhradných dielov. Medzinárodná automobilová federácia FIA kontroluje faktúry a platby. V praxi pre našich zákazníkov k týmto základným špecifikáciám ponúkame aj riešenie, respektíve súčiastky, ktoré môžu zvyšovať komfort posádky. A to tým, že napríklad prispôsobujú interiér individuálnym potrebám, zvyšujú odolnosť vozidla proti opotrebovaniu a podobne. V týchto prípadoch ide o príplatkovú výbavu.

Ponúka nové auto príležitosť na nejaké revolučné zmeny?
Pravidlá našej kategórie sú dané už od roku 2012. Čo sa týka rôznych technických riešení, na revolučné zmeny alebo vynálezy je tak priestor výrazne obmedzený. Vývoj pretekárskeho auta podľa pravidiel je väčšinou o tom, že hľadáte detaily a možnosti, vďaka ktorým z auta dostanete viac. V podstate sa neustále asymptoticky blížite k určitému teoretickému maximu výkonnosti. Nový model ponúka príležitosť na väčšie zmeny a ponúka nám aj možnosť využiť niektoré nové vlastnosti sériového automobilu.

Aké vlastnosti to boli pri novej generácii modelu FABIA?
Nová FABIA má dlhší rázvor ako tá predchádzajúca a sériové auto je o niečo málo širšie, čo nám umožňuje pracovať s usporiadaním interiéru. Takto môžeme ovplyvniť výšku ťažiska, rozloženie hmotnosti medzi prednou a zadnou nápravou a podobne. Karoséria vo veľkej miere využíva vysokopevnostné plechy, čo má v našom prípade pozitívny vplyv na jej tuhosť a teda aj na jazdné vlastnosti a na bezpečnosť posádky. Máme aj väčší motorový priestor, čo má vplyv na uloženie agregátu a táto skutočnosť ovplyvnila napríklad aj konštrukciu prevodovky. Auto však má napríklad aj väčšiu čelnú plochu, čo musíme zvažovať z aerodynamického hľadiska. Potrebujeme dosiahnuť potrebnú aerodynamickú efektívnosť, t.j. maximálny prítlak a minimálny čelný odpor.

Ako veľmi vám pri vývoji pomáhajú predchádzajúce skúsenosti?
Veľmi. Rád hovorím, že osobné skúsenosti sú neprenositeľné. Od čias vývoja modelu FABIA WRC, ktorý vychádzal z prvej generácie vozidla FABIA, sme tých skúseností nazbierali ozaj veľmi veľa. Predchádzajúce auto je vždy zdrojom mnohých informácií, poznáme jeho silné i slabé stránky a pri novom aute vždy pracujeme na tom, aby sme tie slabiny eliminovali. Pri vývoji auta teda vychádzame z niekoľkých prameňov: zo sériového modelu, zo skúseností s predchádzajúcim autom, ale samozrejme sa pozeráme aj okolo seba a na to, čo robí konkurencia. V minulosti sme sa u nej často inšpirovali v niektorých konštrukčných detailoch a teší nás, že teraz sa s našimi myšlienkami stretávame pri vozidlách, ktoré nedávno predstavila konkurencia. Vývoj pretekárskeho auta je v podstate vrcholová disciplína. Preto je dobré sa v rámci zvyšovania vlastných kompetencií neustále pozerať okolo seba, aby nám takpovediac neušiel vlak.

ŠKODA FABIA WRC (2003)

Kde môžete byť pri vývoji nového auta kreatívni?
Pravidlá síce množstvo vecí definujú prísne, ale na druhej strane tu samozrejme existuje priestor pre rôzne kreatívne riešenia. Vezmite si napríklad hmotnosť. Tá má prísne daný minimálny limit, ale my sa môžeme rozhodnúť, ako tú hmotnosť v aute rozložíme. Či už z hľadiska rozloženia medzi nápravy alebo umiestnenia z hľadiska výšky ťažiska. To samozrejme chceme mať čo najnižšie a využívame na to aj tzv. lyžiny, teda diely, ktoré chránia spodnú časť vozidla. Čím ťažšie tieto lyžiny môžu byť, tým je to pre nás vlastne lepšie. Riešime aj rozloženie hmotnosti v zmysle zotrvačnosti okolo zvislej osi auta. Tá má totiž vplyv napríklad na jeho ovládateľnosť a stabilitu. Keď je hmotnosť ďaleko od osi a má tak veľký moment zotrvačnosti, je auto stabilnejšie, ale na druhej strane to môže negatívne ovplyvniť rýchlosť reakcie vozidla na impulz vychádzajúci od volantu. Tieto vlastnosti sa následne prejavia aj v nastavení ďalších vecí ako tlmiče, pružiny, stabilizátory či diferenciály. Tým sa vlastne dostávame k ďalším témam technickej kreativity. Variantov nastavení tlmičov, diferenciálov či pružín je teoreticky nekonečné množstvo.

Spolupracujete pri vývoji s ostatnými oddeleniami v automobilke?
Áno a veľmi intenzívne. Spolupracujeme so všetkými oddeleniami Technického vývoja ŠKODA AUTO, ale aj s oddelením kvality, s marketingom, výrobou a ďalšími oddeleniami firmy. Niektoré vývojové práce vykonávame sami, ale s mnohými vecami nám intenzívne pomáhajú kolegovia zo sériového vývoja. Od začiatku projektu sme v úzkom spojení s oddelením dizajnu. Naši inžinieri okrem toho nadväzujú na prácu kolegov, ktorí tvorili sériovú karosériu. Sériový vývoj nám pomáha aj s množstvom simulácií a výpočtov v oblasti konštrukcie a stavby karosérie. S inžiniermi z oblasti aerodynamiky zo sériovej produkcie optimalizujeme aerodynamiku pretekárskeho auta. Pomáhajú nám kolegovia z vývoja elektroniky. Pri vývoji motora intenzívne využívame poznatky a skúsenosti z vývoja sériových motorov. V tejto oblasti s kolegami v sériovom vývoji úspešne spolupracujeme už viac ako desať rokov. Karosérie pre testovacie vozidlá pre nás stavia oddelenie stavby prototypov, ktoré robí aj prototypy sériových áut. So splnením niektorých legislatívnych požiadaviek a požiadaviek homologovania nám pomáha oddelenie technickej konformity. Tých spoluprác je ozaj veľmi veľa a ospravedlňujem sa kolegom, ktorých som teraz nespomenul. O know-how sa navyše delíme naprieč celým koncernom Volkswagen.

Ako môžete pomôcť pri vývoji sériových áut?
Prispieť môžeme napríklad skúsenosťami z našej práce, respektíve tým, že u nás inžinieri sériového vývoja získajú nové skúsenosti a rozšíria si obzory. Na niektorých projektoch u nás ozaj spolupracujú inžinieri z vývoja sériových áut. Vývoj sériového a pretekárskeho auta sa predsa len líši hlavne v tom, v akom čase a s akým počtom ľudí prebieha. Pri sériovom vývoji ide zvyčajne o dlhší vývojový cyklus a vývojový tím je podstatne väčší ako u nás v športovom oddelení. Pre kolegov zo série je naše prostredie zaujímavé svojou komplexnosťou a tým, že získajú skúseností v o niečo iných podmienkach, na aké sú zvyknutí.