فرمول یک ایران – در دومین قسمت از بازدید کارخانه انستون رنو، بعد از دیدن تاثیرات تونل باد بر روی فرآیند تولید، ساخت و طراحی ماشین فرمول یک، نیکولاس کارپنتیرز(Nicolas Carpentiers) ما را با حال و هوای دفاتر طراحی و طرحهای اولیه ماشین فرمول یک آشنا میکند.
طراحی یک ماشین قابل رقابت در فرمول یک بسیار پیچیده است و به تعداد زیادی از جزئیات با دقتها و فاکتورهای موازی بستگی دارد تا بتوان آن را در یک فرآیند طراحی پیاده سازی کرد.
برای مثال طراحی شاسی ماشین در انستون، نیاز به بیش از هفتاد عضو استخدام شده در دپارتمان طراحی دارد. مراحل انجام کار به قسمتهای مختلف تقسیم میشود که از در کنار هم قرار گرفتن طراحیهای سیستمهای مختلف نظیر طراحی سیستم انتقال نیرو، طراحی مکانیکی ماشین، آنالیز تنشهای قطعات ماشین و گروه عملکرد خودرو (VPG-Vehicle Performance Group) تشکیل میشود.
دپارتمان طراحی انستون رنو
این یک هدف مشخص در یک دفتر طراحی باز است تا بتوان گروههای طراحی را به ارتباط با هم تشویق کرد.
طراحی یک ماشین فرمول بک حدود صد و پنجاه هزار نفر ساعت و نوزده هزار ساعت طراحی به کمک نرم افزارهای شبیه سازی کامپیوتری زمان نیاز است، تا بتوان چهارده هزار و پانصد قطعه از ماشین را در کنار هم قرار داد. این کار ساخت ماشین فرمول یک را نیازمند زمانی حدود هجده ماه میکند تا شما برای یک فصل جدید فرمول یک آماده باشید.
هر سال فدراسیون جهانی اتومبیلرانی قوانین تازهای را برای کنترل و مدیریت تیمها و طراحیهای آینده وضع میکند. که این کار به صورت دقیق تیمهای فرمول یک را تحت قوانین مشخص شده بررسی میکند و به تیمها و طراحیهای آنها این امکان را میدهد تا نقشههای خود را برای فصول بعدی آماده کنند و بتوانند ماشینی قابل رقابت عرضه کنند.
اعضای دپارتمان طراحی گزارشهای خود را به مارتین تالیدی(Martin Tolliday) رئیس دپارتمان طراحی و سیمون ویریل(Simon Virrill) معاونت دپارتمان طراحی ارسال میکنند، که توسط رئیس بخش طراحی شاسی نیک چستر(Nick Chester) نیز دیده میشوند.
ماریا بیرتل(Maria Baerthel) طراح که از سال 2014 در کارخانه انستون مشغول به فعالیت است، قسمت های از روند طراحی ماشین را برای ما روشن میکند. او میافزاید:
دفتر طراحی به قسمتهای مختلفی تقسیم میشود، که شامل دپارتمان گیربکس، دپارتمان مکانیکال، دپارتمان سیستم تعلیق و دپارتمان کامپوزیت میباشد. دپارتمان مواد کامپوزیت شامل هفتاد نفر کارمند است که بزرگترین بخش دفتر طراحی را شامل میشود.
ما همچنین دپارتمان تحلیل قطعات را نیز داریم. که یکی از دپارتمانهای بسیار فعال است که با آن بسیار نزدیک در ارتباط هستیم. تمام قطعات کامپوزیتی که تولید میشود اول به دپارتمان تحلیل قطعات میرود تا بررسی شود و بعد از آن ما طراحی را کامل میکنیم.
نقشه های ترسیم شده ماشین فرمول یک رنو
تحول از فرم به قطعات نبوغ آمیز
فرمول یک به صورت یک فرآیند پایدار میباشد و وقتی که یک فصل تازه شروع میشود، در انستون برنامهها و طراحیهای موجود برای در پیشرو قرار دادن تیم در مسابقات برنامه ریزی میشوند. به هر ترتیب، در این میان یک روش غیر عادی در جریان است تا هم پکیجهای ارائه شده در فصل مورد ارتقاء و بازبینی قرار گیرند تا بتوان تیم را در رقابت پیشتاز نگاه داشت و هم فرآیندهای موازی برای طراحیهای فصول آینده نیز آماده سازی و بررسی شوند.
بعضی از قطعات و المانها تنها نیازمند چند روز روند طراحی هستند ولی در عوض بعضی از قطعات پیچیده مثل گیربکس چندین ماه کار میبرند. سرعت و دقت بسیار برای فرمول یک حیاتی هستند.
متخصصان در دپارتمان کامپوزیت که معمولا بسیار شلوغ میباشد، مسیر حرکت خود را از تیم آیرودینامیک دریافت میکنند. آنها حاصل کار خود را از طراحیها و ساختههایشان بعد از ساعتها تست در تونل باد دریافت میکنند، زمانی که همه آنها به یک قطعه قابل استفاده تبدیل میشود و میتوان بر روی ماشین سوار کرد.
دپارتمان کامپوزیت – برش صفحات کامپوزیت
ماریا بیرتل میگوید:
این جعبه قوانین فدراسیون جهانی اتومبیلرانی را برای ما توضیح میدهد (منظور از جعبه محدودههای مشخص شده ماشین است که به صورت گرافیکی ترسیم شدهاند و محلهای قابل طراحی را معین میکنند که تیمها نباید بیش از اندازههای تعیین شده قطعهای را مثلا بال جلو را بسازند.) و این نشان میدهد که المانهای آیرودینامیکی کجا باید قرار گیرند.
وقتی طراحان خوشحال میشوند که صفحات طراحی شده با قوانین فیا مطابقت پیدا میکنند و آن قطعات به ما بازگردانده میشوند و ما میتوانیم از درون آن قطعات شروع به ساختن فیزیکی آنها بر روی ماشین کنیم.
این روش همیشه بسیار آسان نیست، به خصوص زمانی که به بال جلو و بارج برد میرسیم. زیرا ساخت آنها بسیار سخت است. مثلا در این فصل بال جلو ماشین ساده سازی شده است ولی در قسمت بارج برد از صفحات (Vanes) اضافی بیشتری میتوان استفاده کرد.
دپارتمان طراحی انستون رنو
بعضی وقتها ما شکل قطعه را از تیم آیرودینامیک دریافت میکنیم و به آن نگاهی میاندازیم و بعد از آن میگوییم: چگونه باید این شکل را بسازیم؟ ما زمان نامحدودی نداریم و به همین دلیل باید تمام کارها را در اسرع وقت به سرانجام برسانیم.
شما میتوانید یک شکل را خلق کنید ولی مشکل آنجا خواهد بود که شما میخواهید به صورت فیزیکی یک قالب بسازید برای قطعاتی که بسیار کوچک هستند و بسیار پیچیده میباشند. اینجا است که ما میتوانیم قالبهای مختلف و جدا از هم بسازیم که در انتها این قطعه پیچیده را تشکیل دهند.
بعضی اوقات این قطعات بسیار کوچک هستند و نیازمند نگهدارنده میباشند. اینجا از فرمهای فلزی نگهدارنده استفاده میکنیم.(میتوانید آنها را به خصوص در بارج بورد و بال جلو ببینید)
صفحات و ساختار
به عنوان نمونه برای طراحی و کشیدن نقشهها میتوان به مشکلات و سختیهای تولید یک قطعه که در نوک دماغه ماشین قرار دارد پرداخت. مکانی که ماریا بریتل بیشتر اوقات بر روی آن کار میکند. این قسمت نیازمند دو عامل است که یکی از آنها آیرودینامیک است و دیگری کارایی ساختار ماشین میباشد.
بیرتل میافزاید:
دماغه ماشین قسمت خاصی است که نیازمند عملکرد آیرودینامیکی درستی میباشد. هم دارای یک پوسته بیرونی است و هم در درون دارای سیستم تصادف ماشین است.
سازه تصادف میتواند فرمهای مختلفی داشته باشد( این قطعه میتواند دردسرساز باشد)، دارای لمینتهای مختلفی است. به همین دلیل عملکرد و کارایی دماغه به تست تصادف بستگی دارد و آن هم به نحوه لمینت کردن سازه تصادف مرتبط میشود. زیرا دماغه میتواند میزان مشخصی از انرژی را در زمان مشخصی تحمل کند.( این قوانین توسط فیا گذاشته شده اند.)
تغییر دادن جهت چرخش لایههای فیبر کربن سازه تصادف میتواند بر روی عملکرد تصادف دماغه ماشین تاثیرات مختلفی بگذارد. وقتی ما لمینت کردن را شروع میکنیم به صورت کتابی این عمل را انجام میدهیم که لایهای از لمینت بر روی لایهای دیگر قرار میگیرد و دستگاه انجام دهنده لمینت به صورت مرتب اینکار ار انجام میدهد. درقسمت برخورد سازه، فیا توضیح میدهد که چگونه باید ما لمینت کردن را انجام دهیم.
جدا از آیرودینامیک و جزئیات تصادف، این قطعه نیازمند این است که صلب باشد و از چرخش و پیچ خوردگی جلوگیری کند زیرا باید بال جلو ماشین به آن متصل گردد و اینجا است که تست انجام میشود و فیا توضیح میدهد که نباید بیش از میزان مشخصی نیرو وارد شود.
چالش بزرگ شدن
مطابق با روند طولانی مسیر در حال گسترش که باید از طرحهای اولیه به قطعات ساخته شده در گاراژ منتهی شود، تیم فرمول یک رنو باید تمام منابع خود را گسترش دهد و از آنها استفاده کند. این کار با تخصیص دادن منابع و نیروی کار به وسیله قرار دادن و یا اضافه کردن افراد به بخشهای مختلف دفتر طراحی انجام میگیرد، که بدون چالش نیست.
ماریا بیرتل میگوید:
ارتباطات هنوز خوب است، زیرا اینجا مکانی کاملا باز است.
تقسیم بندی در دفاتر بزرگ اینگونه است که باعث می شود کارها کوچکتر و کوچکتر شوند. در مسائل کوچکتر، من میتوانم تحلیل ساختار یک قطعه را انجام دهم، وقتی از اینجا محل کارم، قطعه را طراحی میکنم و آنالیز های ساختاری را به دپارتمان آنالیز انتقال دهم و به این صورت ما می توانیم زمان را به تولید لمینتها اختصاص دهیم.
دپارتمان طراحی انستون رنو
تشویق نیروها
بیرتل میافزاید:
متاسفانه در رنو، ما با قطعات مختلفی سرکار داریم، و نه فقط با یک قطعه مشخص، زیرا اینگونه فرآیند سریع تر است.
اگر من یک قطعه را تمام کنم، میدانم که قالبها کجا هستند، مواد اولیه کجا هستند. میدانم باید با چه کسی صحبت کنم، میدانم چرا در آن قطعه 5 سوراخ تعبیه شده است و چرا بالا و یا پایین هستند، وقتی من به طرف یک قطعه دیگر میروم، من باید قوانین را بخوانم و دریابم که پارسال کدام کارها را انجام دادهایم و لایههای آن کجا قرار دارند.
حالا من بر روی پیچش یک بیم کار میکنم که تنها آنجا قرار دارد و ما نمی توانیم ماشین را اینقدر پایین نگه داریم.
فیا ماشین ما را کنترل میکند که خیلی پایین نباشد. این یک قطعه جالب برای ترسیم است زیرا چیز خاصی از طرف قسمت آیرودینامیک نداریم و این بیم بیشتر کاربرد مکانیکی دارد.
برای طراحی چهارده هزار و پانصد قطعه مختلف RS19، ماریا بریتل و همکاران او تقریبا یکصد و پنجاه هزار نفر ساعت کار در جلوی مانیتورهای خود اختصاص دادهاند و نوزده هزار طرح کشیدهاند و تولید کردهاند.
در فرمول یک، مسابقه شامل افراد بسیار خوبی هم هست، که در دپارتمان طراحی کار میکنند.
