Przed wyjazdem na tor w celu przeprowadzenia jazd testowych, poprzedzających homologację samochodu, hybrydowy Peugeot 9X8 Hypercar zaistniał jako projekt cyfrowy o objętości 51,1 gigabajtów i składał się z 15 267 plików zgromadzonych na twardym dysku.
Technologia cyfrowa otworzyła nowe możliwości w dziedzinie sportu samochodowego. Pozwoliła inżynierom Peugeot Sport zobrazować koncepcję hipersamochodu 9X8 bez tylnego spojlera jako rozwiązanie przełomowe i całkowicie odmienne od projektów samochodów konkurencyjnych oraz zatwierdzić jej słuszność na długo przed wyprodukowaniem najmniejszej nawet części samochodu.
W taki sposób technologia cyfrowa umożliwia dziś prowadzenie zaawansowanych badań technicznych z jednoczesną, znaczącą oszczędnością czasu, pieniędzy i zasobów. Na długo przed wyruszeniem na pierwszą jazdę Peugeot 9X8 Hypercar istniał jako byt czysto wirtualny. Przez dwa lata zespół projektantów Peugeot Sport pracował nad jego modelowaniem w oparciu o już istniejące oprogramowania, które czasem były dostosowywane do specyfiki projektu oraz programy komputerowe, stworzone w całości własnymi siłami, począwszy od czystej kartki papieru.
„Jedną z naszych mocnych stron jest możliwość samodzielnego tworzenia narzędzi do projektowania niezbędnych elementów” – zaznacza François Coudrain, dyrektor ds. układów napędowych programu WEC w Peugeot Sport.
Technologia cyfrowa służy kreatywności
W tworzeniu projektu cyfrowego PEUGEOT 9X8 uczestniczyło kilkadziesiąt osób. Informatyczni geniusze, inżynierowie „od osiągów” i inżynierowie wyścigowi, wszyscy dążyli do jednego celu - zdobywać laury w wyścigach długodystansowych. Aby uzyskać jak najlepsze wyniki, świat inżynierii trzyma się zawsze rutynowego sposobu postępowania:
- Bardzo dokładna i pogłębiona lektura przepisów umożliwia właściwe zrozumienie tego, co jest dozwolone, a co nie, a przede wszystkim umożliwia wyobrażenie sobie tego, co jest możliwe
- Sporządzenie specyfikacji – jest to formalne określenie potrzeb i celów w zakresie wyników jakie mają zostać osiągnięte w ramach obowiązujących przepisów. Dokument ten jest następnie objaśniany szczegółowo w kilku uzupełniających specyfikacjach powiązanych ze sobą
- Założenia konstrukcyjne - w oparciu o ogólną specyfikację inżynierowie odpowiedzialni za budowę pojazdu projektują różne jego koncepcje. W tym właśnie procesie najpełniej wyraża się kreatywność inżynierów Peugeot Sport, a także projektantów z działu stylu Peugeot, od początku włączonych w tworzenie samochodu 9X8. Technologia cyfrowa, niezależnie jednak od jej siły i możliwości, nie może zastąpić procesu twórczego, a projekt 9X8 jest przede wszystkim wspaniałą przygodą dla ludzi. Najbardziej obiecujące projekty są przekładane na język cyfrowy, zaś odpowiednie osiągi cyfrowych „kandydatur” są oceniane, a finalnie wybierana jest tylko jedna z nich.
- Symulacja CFD (Computational Fluid Dynamics) – stosowana głównie w dziedzinie aerodynamiki symulacja CFD służy do analizy przepływu płynów z uwzględnieniem zjawisk fizycznych lub chemicznych, takich jak turbulencje i wzbudzenie cieplne.
„Dzięki posiadanym programom komputerowym możemy przewidzieć wszystkie wymiary, kształty, rodzaje materiałów, możemy pracować nad odpowiednią masą pojazdu zgodnie z przepisami technicznymi...” – wyjaśnia François Coudrain.
„Prace prowadzone w środowisku całkowicie cyfrowym nad różnymi systemami lub częściami umożliwiają nam – podobnie jak w wyborze zasadniczej koncepcji pojazdu – przetestowanie bardzo wielu rozwiązań, co byłoby niemożliwe do zrealizowania przy użyciu części istniejących fizycznie. Przed wyjazdem na tor nasz hipersamochód przez długi czas istniał jako projekt zapisany na twardym dysku. Każdy z 15 267 plików, składających się na projekt, opisywał jedną z części samochodu! Jest jednak pewien szczególny aspekt – dzięki technologii cyfrowej, możliwości symulowania, pozwalającej też na ocenę wzajemnego oddziaływania na siebie części i poszczególnych systemów, z wyprzedzeniem poznajemy teoretyczne osiągi całego samochodu . Prace nad fizycznym wdrożeniem konkretnych rozwiązań rozpoczynają się dopiero dużo później – już z udziałem samochodu i na torze”.
Jean-Marc FINOT, dyrektor Stellantis Motorsport, podsumowuje:
„Sztuczna inteligencja jest narzędziem niezbędnym do przetwarzania milionów danych nagromadzonych w samochodzie wyścigowym. Nasze aplikacje przetwarzające „big data” pozwalają na dokonanie symulacji wielu hipotez, a w razie potrzeby na dostosowanie projektu części tak, by osiągnąć odpowiednie parametry docelowe. Dopiero po zdefiniowaniu pełnej charakterystyki elementu i po zasymulowaniu jego działania w różnych warunkach z wykorzystaniem całkowicie zmodelowanego samochodu uruchamiamy produkcję części”.
Od przekroju przewodu po silniczek dronu
Niektóre elementy nie wymagają żadnych szczególnych badań nad rodzajem materiałów, kształtem czy liczbą części. Przykładowo, nadwozie jest zawsze z karbonu, silnik z aluminium, a koła są cztery... Jednak technologia cyfrowa umożliwia prowadzenie prac nad wymiarami oraz symulowanie zachowania się niezbędnych części składowych pojazdu.
W Peugeot 9X8, mającym potrójną instalację elektryczną (akumulator 900 V, elementy układu na 48 V oraz na 12 V), technologia cyfrowa pozwoliła, na przykład, zrozumieć jego otoczenie elektromagnetyczne i opracowanie optymalnej formy wiązek elektrycznych. Trzeba było stworzyć delikatne połączenie części fizycznie istniejących w samochodzie z jego oprogramowaniem, by w możliwie największym stopniu zapobiec zakłóceniom w pracy. To poważne wyzwanie, któremu można było stawić czoła wyłącznie przy pomocy technologii cyfrowej. W ten sposób mogliśmy ustalić, że lepiej jest zastosować wiązki elektryczne o mniejszym przekroju w instalacji 48 V niż w instalacji 12 V, co przełożyło się na więcej wolnego miejsca w całej konstrukcji i zysk na masie, a ponadto pozwoliło poprawić kompatybilność pomiędzy wiązkami a komputerami pokładowymi.
Inne gotowe części Stellantis Sport lub pochodzące z ogólnodostępnych na rynku urządzeń technicznych często bardzo dobrze nadają się do zastosowania bez potrzeby modyfikacji. Rygorystyczna pomysłowość! Przykładowo, niektóre silniki elektryczne 48 V w 9X8 pochodzą bezpośrednio z dronów. Oczywiście ich skuteczność działania w urządzeniu została sprawdzona w symulacjach i potwierdzona dzięki specjalnemu oprogramowaniu, lecz nie wymagały one żadnych zmian konstrukcyjnych.
Cyfrowe symulacje umożliwiają również dostosowanie przyjmowanych rozwiązań, na przykład rozwiązań dotyczących materiałów stosowanych w okolicy wylotów układu wydechowego. W tych miejscach występują bardzo wysokie temperatury, zaś symulacje pozwoliły ustalić, że karbonowe elementy nadwozia muszą być osłonięte lub zastąpione przez aluminium lub tytan. Zwrócono uwagę na ten aspekt już na etapie opracowania specyfikacji, co potwierdziło się w symulacjach, a następnie podczas pierwszych jazd testowych na torze.
Po pełnym opracowaniu cyfrowej wersji pojazdu twardy dysk zawierający wszystkie dane techniczne Peugeot 9X8 posłużył do stworzenia jego makiety w skali 1:1 przeznaczonej do badań w tunelu aerodynamicznym, a następnie do budowy prawdziwego samochodu wyścigowego, który z kolei wykorzystano do prób i dopracowania wszystkich jego układów na torze.
