Aristotle Racing Team (ART)

/ / Αφιέρωμα του μήνα

artAristotle Racing Team (ART)
Νικόλαος Μιχαηλίδης, Αν. Καθ. Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ
Λεωνίδας Ντζιαχρήστος, Αν. Καθ. Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ
Αθανάσιος Μιχαηλίδης, Καθ. Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ
Ιορδάνης Κοντσές, Αρχηγός ART16, Φοιτητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ

Η Aristotle Racing Team (ART), αποτελεί μια φοιτητική πρωτοβουλία, που έχει ως στόχο το σχεδιασμό και κατασκευή αγωνιστικών μονοθέσιων τύπου φόρμουλα και τη συμμετοχή στους διαγωνισμούς Formula SAE. Πρόκειται για μια σειρά διεθνών αγώνων, όπου λαμβάνουν μέρος φοιτητικές ομάδες πανεπιστημίων απ’ όλον τον κόσμο, χρησιμοποιώντας καινοτόμες τεχνικές και προηγμένη μηχανολογική ανάλυση.

Η ART, συμπληρώνοντας το ερχόμενο καλοκαίρι 10 χρόνια παρουσίας στο διαγωνισμό, έχει καταφέρει να αναρριχηθεί στην 32η θέση παγκοσμίως ανάμεσα σε 514 ομάδες. Στην πορεία των 10 αυτών ετών, έχει κατασκευάσει 4 μονοθεσία, ενώ σύντομα ξεκινάει η κατασκευή του πέμπτου, στοχεύοντας στους αγώνες του 2016.

Η πορεία της ομάδας ξεκίνησε το καλοκαίρι του 2006, όταν μια παρέα φιλόδοξων και δημιουργικών φοιτητών του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, αποφάσισε να θέσει σε εφαρμογή γνώσεις και εμπειρίες που έλαβαν στα αμφιθέατρα και τα εργαστήρια, κατασκευάζοντας το πρώτο μονοθέσιο.

Το ART7, όπως ονομάστηκε, έκανε την παρθενική του εμφάνιση το 2007 στο Fiorano της Ιταλίας, όπου είχε μία αξιοθαύμαστη πορεία για πρώτη συμμετοχή στους αγώνες, όντας μεταξύ των μόλις δώδεκα μονοθέσιων σε σύνολο εικοσιτεσσάρων που κατάφεραν να τερματίσουν στον κυρίως αγώνα (endurance event), χωρίς να παρουσιάσει κανένα τεχνικό πρόβλημα, γεγονός εξαιρετικά σπάνιο για πρωτοεμφανιζόμενη ομάδα.

Το πλαίσιο του ART7 είναι κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που είναι διαθέσιμος στην αγορά και επιτρέπει εύκολη συγκόλληση. Ο σχεδιασμός του πλαισίου πραγματοποιήθηκε με γνώμονα το χαμηλό βάρος, την υψηλή ακαμψία και αντοχή καθώς και το χαμηλό κέντρο βάρους. Το τελευταίο εξασφαλίστηκε με την τοποθέτηση των βασικότερων εξαρτημάτων (κινητήρας, κάθισμα οδηγού, ντεπόζιτο), στο χαμηλότερο δυνατό ύψος.

Ο κινητήρας του μονοθέσιου προέρχεται από μοτοσικλέτα, με μέγιστη ροπή στις 11000 rpm. Η εισαγωγή του κινητήρα κατασκευάστηκε με ταχεία πρωτοτυποποίηση (rapid prototyping, selective laser sintering) και η εξαγωγή με συγκόλληση χαλύβδινων σωλήνων. Παράλληλα, σχεδιάστηκε κατάλληλο σύστημα ψύξης, ικανοποιώντας τις αυξημένες σε ψύξη ανάγκες του κινητήρα. Το σύστημα κινητήρας – κιβώτιο συνδέθηκε με τους κινητήριους οπίσθιους τροχούς με διαφορικό τύπου Τorsen.
ART_7Το ART7, έχοντας την εμπειρία της προηγούμενης χρονιάς, πήρε μέρος σε έναν ακόμη διαγωνισμό, το καλοκαίρι του 2008 στο Silverstone της Αγγλίας, καταφέρνοντας και πάλι να εξασφαλίσει μια θέση στον τερματισμό.

Η ομάδα, έχοντας πλέον ανανεωθεί, ξεκίνησε το 2009 το σχεδιασμό του καινούργιου μονοθέσιου. Το “ART9”, όπως ονομάστηκε, πήρε μέρος σε διάφορους αγώνες το 2010 και 2011, με σημαντικότερη διάκριση την 1η θέση στον τελικό της επιτάχυνσης καθώς και την 8η θέση στη γενική κατάταξη στο Silverstone της Αγγλίας (2011).
ART_9Το “ART9”, κατάφερε να πετύχει μια σημαντική μείωση βάρους, μέσω περιορισμού των βασικών διαστάσεων του μονοθεσίου και της χρήσης ελαφρών υλικών. Το πλαίσιο αποτελείται από σωλήνες κράματος 25CrMo4, υλικό που επιλέχθηκε για την ευκολία στη συγκόλληση, την υψηλή αντοχή και το χαμηλό του κόστος. Διάφορες εξελίξεις υπήρξαν και στον κινητήρα, με τις σημαντικότερες από αυτές την αύξηση της σχέσης συμπίεσης από το 12.1:1 στο 12.4:1, τον πλήρη επανασχεδιασμό του συστήματος εισαγωγής και εξαγωγής, με στόχο την αύξηση της απόδοσης, καθώς τον επανασχεδιασμό του συστήματος ψύξης, με τη χρήση δύο αλουμινένιων ψυγείων στις δύο πλευρές του μονοθέσιου. Τέλος, ακολουθώντας μια περιβαλλοντική πολιτική, η ομάδα αποφάσισε τη χρήση δύο καυσίμων, της βενζίνης καθώς και του Ε85, το οποίο αποτελεί μίγμα βενζίνης και βιοαιθανόλης.

Το καλοκαίρι του 2011, η ομάδα προχώρησε σε πλήρη ανανέωση και ανασχεδιασμό, στοχεύοντας στον πλήρη σχεδιασμό και κατασκευή του τρίτου μονοθέσιου σε ένα μόλις χρόνο. Η “ART12”, πέτυχε το στόχο της, καταφέρνοντας να σχεδιάσει και να κατασκευάσει σε διάστημα περίπου 9 μηνών το καινούργιο μονοθέσιο, συμμετέχοντας το καλοκαίρι του 2012 σε δύο αγώνες, στη Γερμανία και την Ιταλία. Μάλιστα στον αγώνα της Ιταλίας, η ομάδα πέτυχε την υψηλότερη διάκριση στην ιστορία της, τερματίζοντας στην τρίτη θέση της γενικής κατάταξης.

Ο επανασχεδιασμός του πλαισίου του ART12, οδήγησε στη μείωση του συνολικού βάρους του πλαισίου κατά 5 kg με παράλληλη αύξηση της δυστρεψίας. Μία από τις σημαντικότερες αλλαγές του μονοθέσιου, αφορά στον κινητήρα και συγκεκριμένα στη λίπανση. Το εργοστασιακό υγρό κάρτερ, αντικαταστάθηκε από ένα εξ ολοκλήρου νέο σύστημα ξηρού κάρτερ, το οποίο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τα μέλη της ομάδας. Το στοιχείο αυτό οδήγησε στη σημαντική μείωση των εξωτερικών διαστάσεων του κινητήρα σε σχέση με τον αρχικό, συμβάλλοντας στη μείωση ύψους του κέντρου βάρους του οχήματος και αποφέροντας σημαντικά οφέλη στη δυναμική συμπεριφορά του αυτοκινήτου. Επίσης, ανασχεδιάστηκε το σύστημα εισαγωγής, με μεταβλητούς αυλούς για βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα. Τέλος, αλλάχθηκε το προφίλ των εκκεντροφόρων, ενώ σαν καύσιμο χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά το Ε85.

Το “ART12”, συμμετείχε σε έναν ακόμη αγώνα το καλοκαίρι του 2013 στο Silverstone της Αγγλίας, όπου ένα μηχανικό πρόβλημα στους τελευταίους γύρους του αγώνα, στέρησε από την ομάδα μια καλή θέση στον τερματισμό.
ART_12Το “ΑRT12”, έχοντας πλέον συμμετάσχει σε 3 αγώνες έδωσε τη σκυτάλη στην επόμενη ομάδα και το επόμενο μονοθέσιο, το “ΑRT14”. Η “ART14”,κατάφερε για δεύτερη φορά στην ιστορία της ομάδας, να σχεδιάσει και να κατασκευάσει ένα μονοθέσιο σε διάστημα μικρότερο του ενός έτους. Το “ART14”, συμμετείχε σε τρεις αγώνες το καλοκαίρι του 2014 (Γερμανία, Ουγγαρία, Ιταλία), κερδίζοντας σημαντικές διακρίσεις, όπως η 3η θέση στα στατικά αγωνίσματα στο διαγωνισμό της Ουγγαρίας, και η 4η θέση στη γενική κατάταξη στο διαγωνισμό της Ιταλίας.
ART_14Οι στόχοι της “ART14” ήταν η περαιτέρω μείωση του βάρους με ταυτόχρονη διατήρηση του κέντρου βάρους χαμηλά, η βελτίωση της οδηγησιμότητας του μονοθέσιου, καθώς και η διατήρηση της αξιοπιστίας. To “ART14”, διατηρώντας τα βασικά χαρακτηριστικά του προκατόχου του, έκανε ένα πρώτο βήμα στο κομμάτι του αεροδυναμικού σχεδιασμού, με την εισαγωγή ενός διαχύτη δαπέδου δύο αυλών, αποσκοπώντας στην αύξηση της κατακόρυφης δύναμης (downforce). Το τελικό αποτέλεσμα είναι 25 kp κάθετης δύναμης στα 54 km/h. Επίσης, η ομάδα έπειτα από ενδελεχή μελέτη, αποφάσισε την αλλαγή του τύπου ελαστικών, οδηγώντας έτσι σε αύξηση της εγκάρσιας επιτάχυνσης και σε καλύτερη πρόσφυση γενικότερα. Παράλληλα με την αλλαγή των ελαστικών, η ομάδα χρησιμοποίησε για πρώτα φορά μονομπούλωνες ζάντες ενώ όσον αφορά στις δαγκάνες, χρησιμοποιήθηκαν 4-πίστονες και 2-πίστονες μπροστά και πίσω, αντίστοιχα. Ως προς τον κινητήρα, η ομάδα προσπάθησε να διατηρήσει τις υψηλές επιδόσεις του με παράλληλη μείωση του βάρους κάποιων στοιχείων του, όπως αυτό του ντεπόζιτου, όπου χρησιμοποιήθηκε αλουμίνιο πάχους 0.5 mm, αποφέροντας μια μείωση του βάρους κατά 30% περίπου. Τέλος, λόγω δυσκολίας εύρεσης καυσίμου Ε85 στην Ελλάδα, η ομάδα αναγκάστηκε να επιστρέψει στη βενζίνη, ως αποκλειστικό καύσιμο.

Με το πέρας των αγώνων του καλοκαιριού του 2014, η ομάδα ξεκίνησε τον προγραμματισμό της επόμενης διετίας, προχωρώντας σε σημαντικές αλλαγές σε πολλά στοιχεία του μονοθέσιου. Έχοντας ως απόλυτο στόχο τη μείωση του βάρους, αλλά και τη διατήρηση των υψηλών του επιδόσεων, η ομάδα προχωρά στην προσθήκη πλήρους αεροδυναμικού πακέτου, με χρήση εμπρός και πίσω αεροτομής καθώς και διαχύτη. Πολύ σημαντικές αλλαγές θα πραγματοποιηθούν και στο πλαίσιο με την αντικατάσταση του μπροστινού σωληνωτού από ένα πλαίσιο τύπου μόνοκοκ. Στο καινούργιο μονοθέσιο, εκτεταμένη θα είναι η χρήση νέων υλικών, όπως ανθρακονήματα, τα οποία εκτός από το πλαίσιο, θα χρησιμοποιηθούν και στην εισαγωγή του κινητήρα, στα ψαλίδια των αναρτήσεων, στο κάθισμα του μονοθέσιου κ.α., καθώς και κραμάτων τινανίου, με τη χρήση τους στην εξαγωγή του κινητήρα.

Η ομάδα πραγματοποιώντας σχεδιαστικά τις παραπάνω αλλαγές, συμμετείχε μόνο με σχέδια στο διαγωνισμό της Ιταλίας το Σεπτέμβριο του 2015, καταφέρνοντας να καταλαβει τη 2η θέση στη συνολική κατάταξη. Έχοντας λάβει χρήσιμες παρατηρήσεις από το διαγωνισμό, ξεκίνησε η καινούργια χρονιά με στόχο την κατασκευή του “ART16” μέχρι το καλοκαίρι του 2016 και τη συμμετοχή στους διαγωνισμούς του ερχόμενου καλοκαιριού.

Με την πραγματοποίηση όλων των παραπάνω αλλαγών, η ομάδα μπορεί να ελπίζει σε ακόμα μεγαλύτερες διακρίσεις και επιτυχίες.