Ο μηχανοκίνητος αθλητισμός είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με την αυτοκίνηση, η οποία έχει μπει σε τροχιά ηλεκτροκίνησης – Αποκωδικοποιούμε όσα ήρθαν ή θα έρθουν στο χώρο των αγώνων με τη βοήθεια δύο Ελλήνων μηχανικών, του Γιώργου Καλογερόπουλου και του Χρήστου Σαμαρά, που εργάζονται σε ομάδες της Formula E και του WRC, αντίστοιχα.
Ηλεκτρισμός στους αγώνες: Το μέλλον που έφτασε!
Formula E
Ο Γιώργος Καλογερόπουλος, που εργάζεται ως Software & Controls Engineer για λογαριασμό της BMW i Andretti Motorsport στη Formula E, μας βοηθά να κατανοήσουμε τον «ηλεκτρικό κόσμο» ενός θεσμού που έχει συγκεντρώσει ενδιαφέρον από κορυφαίες αυτοκινητοβιομηχανίες.
Ποιο είναι το αντικείμενο εργασίας σας στην BMW i Andretti Motorsport; > Η ενασχόλησή μου έγκειται στη σχεδίαση και την ανάπτυξη λογισμικού και συστημάτων ελέγχου για το μονοθέσιο και τον οδηγό. Εξελίσσουμε στρατηγικές που αφορούν σε ενσωμάτωση των λειτουργικών μερών (κινητήρας, inverter κ.ά.), βοηθήματα για την καλύτερη διαχείριση του αγώνα, δείκτες κατάστασης οχήματος και ελαστικών, προβολή χρήσιμων στοιχείων στο τιμόνι ή υπολογισμούς που καταγράφονται στα δεδομένα, με στόχο τη βέλτιστη ανάλυση της συμπεριφοράς του οχήματος και, εντέλει, το καλύτερο στήσιμο.
Ποια ήταν η αρχική δομή των ηλεκτροκινητήρων και πώς εξαλείφθηκε η ανάγκη αλλαγής μονοθεσίων; > Η Formula E ξεκίνησε με μονοθέσια ενιαίων προδιαγραφών, που είχαν κινητήρα McLaren και κιβώτιο 5 ταχυτήτων. Η ιπποδύναμη ήταν 150 kW για τον αγώνα και 200 kW για τα προκριματικά, ενώ η διαθέσιμη ενέργεια ανά όχημα ήταν 28 kWh. Λόγω της μικρής χωρητικότητας της μπαταρίας, η οποία δεν μπορούσε να καλύψει όλη την απόσταση ενός αγώνα, κάθε οδηγός είχε στη διάθεσή του δύο μονοθέσια, και κατά τη διάρκεια του pit stop πηδούσε από το ένα στο άλλο. Ανάμεσα στις αλλαγές ενόψει της πέμπτης σεζόν ήταν και η αύξηση χωρητικότητας της μπαταρίας στις 52 kWh, με αποτέλεσμα ο αγώνας να ολοκληρώνεται χωρίς ανάγκη αλλαγής μονοθεσίου.
Τι προβλέπουν οι νέοι κανονισμοί και πόσο θα έχει διαφοροποιηθεί η Formula E σε αυτήν τη δεκαετία; > Η Formula E είναι ένα πρωτοποριακό πρωτάθλημα, λόγω της εξ ολοκλήρου ηλεκτροκίνησης και των κανονισμών που αλλάζουν συνεχώς τη μορφή αγώνων και οχημάτων. Μέσα σε έξι σεζόν, η ισχύς για τους αγώνες και τα προκριματικά έχει αναβαθμιστεί τρεις (150 kW, 180 και 200 kW) και δύο φορές (200 και 250 kW), ενώ ανάμεσα στην πρώτη και τη δεύτερη γενιά καταργήθηκε η οπίσθια πτέρυγα των μονοθεσίων. Η τρίτη γενιά, που θα ενταχθεί στο πρωτάθλημα το 2022, περιλαμβάνει παρουσία δεύτερου κινητήρα για ανάκτηση ενέργειας από τον εμπρόσθιο άξονα, ελαφρύτερες μπαταρίες και αύξηση ισχύος στα 300-350 kW. Μεγάλο τεχνολογικό βήμα θα είναι και η υπερταχεία ασύρματη φόρτιση της μπαταρίας στα pit stop.
Τι καθιστά τη Formula E ελκυστική για κατασκευαστές όπως την BMW; > Αυτήν τη στιγμή είναι το μοναδικό παγκόσμιο πρωτάθλημα με εξ ολοκλήρου ηλεκτροκίνητα οχήματα και μια χρήσιμη πλατφόρμα για τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, ώστε να φέρουν το κοινό σε επαφή με την τεχνολογία που έχουν αναπτύξει για τα οχήματα παραγωγής. Η συνεχής προσπάθεια της Formula E για αναβάθμιση ισχύος στα μονοθέσια και χωρητικότητας στις μπαταρίες είναι δύσκολη δοκιμασία και ισχυρό κίνητρο για ανάπτυξη τεχνολογιών και τεχνικών οι οποίες μπορούν να περάσουν στα αυτοκίνητα παραγωγής. Τα μελλοντικά σχέδια του πρωταθλήματος περιλαμβάνουν εξαιρετικά γρήγορη ασύρματη φόρτιση 600 kW και ανάκτηση 350 kW μέσω των κινητήρων, οπότε η εξέλιξη που απαιτείται θα ωφελήσει τα οχήματα παραγωγής και ίσως επιλύσει ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα των μπαταριών αυτήν τη στιγμή, που είναι ο μεγάλος χρόνος φόρτισης.
Πόσο διαφορετικοί θα είναι οι αγώνες αυτοκινήτου το 2030 σε σύγκριση με σήμερα; > Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης θα αποτελέσουν σύντομα παρελθόν. Οι αγώνες αυτοκινήτου θα ακολουθήσουν την ίδια πορεία και θα αλλάξουν μορφή σε σχέση με ό,τι έχουμε συνηθίσει. Τα μεγαλύτερα πρωταθλήματα (F1, WEC, WRC, TCR) έχουν ανακοινώσει ή έχουν ήδη ενσωματώσει υβριδική τεχνολογία, ενώ υπάρχουν και αμιγώς ηλεκτρικά πρωταθλήματα (Formula E, Moto E, Extreme E). Μακροπρόθεσμα, νομίζω πως αυτές που σήμερα αποκαλούμε εναλλακτικές μορφές ενέργειας θα κυριαρχήσουν, και τα αγωνιστικά του μέλλοντος θα τροφοδοτούνται από ηλεκτρισμό ή «καθαρά» καύσιμα, όπως το υδρογόνο. Η αλληλεπίδραση με το κοινό θα γίνει ακόμα πιο διαδραστική, ώστε περισσότεροι άνθρωποι να μπορούν να βιώσουν την ένταση που προσφέρουν οι αγώνες. Tρανταχτό παράδειγμα είναι οι αγώνες Esports, οι οποίοι εξελίχθηκαν ραγδαία τα τελευταία χρόνια με επαγγελματικές ομάδες και πρωταθλήματα, ενώ λόγω Covid ήταν και η μοναδική ευκαιρία για αγωνιστική δράση.
Who is who: Ο Γιώργος Καλογερόπουλος γεννήθηκε το 1987 στην Αθήνα. Σπούδασε Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών στο Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Ξάνθης και έπειτα έκανε μεταπτυχιακό σε Automotive&Motorsport Engineering (Πανεπιστήμιο Brunel, Λονδίνο) και Advanced Motorsport Engineering (Πανεπιστήμιο Cranfield). Η πρώτη του επαγγελματική συνεργασία έγινε με την ομάδα του Γιάρνο Τρούλι, στο νεότευκτο το 2014, Πρωτάθλημα Formula E, ενώ από το 2015 συνεργάζεται με την BMW, ως μέλος της ομάδας BMW i Andretti.
WRC
Ο Χρήστος Σαμαράς, μηχανικός κινητήρων στην Toyota, μας εισάγει στη λειτουργία του υβριδικού κινητήριου συστήματος που θα χρησιμοποιείται στα κορυφαία αυτοκίνητα προδιαγραφών Rally1 του WRC, από το 2022.
Ποιο είναι το αντικείμενο εργασίας σας; > Στην Toyota είμαι Engine Engineer, δηλαδή μηχανικός κινητήρα. Αντικείμενο της εργασίας μου είναι οτιδήποτε σχετίζεται με τον κινητήρα του Yaris WRC, όπως υποστήριξη σε δοκιμές και αγώνες, καθώς και ανάπτυξη σε επίπεδο επιμέρους κομματιών ή χαρτογράφησης στο δυναμόμετρο.
Από το 2022 τα αυτοκίνητα της κορυφαίας κατηγορίας του WRC (Rally1) θα εφοδιάζονται με υβριδικό κινητήριο σύνολο. Τι θα περιλαμβάνει αυτό; > Το υβριδικό σύστημα θα αποτελείται από ηλεκτροκινητήρα ισχύος 100 kW (περίπου 136 ίπποι), σύστημα ανάκτησης ενέργειας MGU-K και μπαταρία για αποθήκευση ενέργειας. Η έρευνα, ανάπτυξη και παραγωγή του συστήματος, που είναι κοινό για όλες τις ομάδες, γίνεται από την Compact Dynamics, εταιρεία με μεγάλη εμπειρία από υβριδικά συστήματα, σε πρωταθλήματα όπως Formula 1 και WEC. Ο ηλεκτροκινητήρας θα είναι συνδεδεμένος με τον κεντρικό άξονα του οχήματος, όντας εντελώς ξεχωριστός από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Πώς θα χρησιμοποιείται το υβριδικό σύστημα εντός και πώς εκτός των ειδικών διαδρομών; Ποιο είναι το «πράσινο αποτύπωμα» που θα φέρει στο WRC; > Προς το παρόν δε γνωρίζουμε με σιγουριά αν και πώς θα χρησιμοποιείται εκτός ειδικών διαδρομών. Αν χρησιμοποιείται, τότε το αγωνιστικό θα έχει τη δυνατότητα κίνησης μόνο με τον ηλεκτροκινητήρα για 10 χιλιόμετρα. Όμως, αυτό δημιουργεί δυσκολία σχετικά με τη φόρτιση της μπαταρίας του υβριδικού συστήματος πριν από την εκκίνηση της επόμενης ειδικής διαδρομής. Για τη χρήση εντός ειδικών διαδρομών, υπάρχει το σενάριο της επιπλέον ισχύος (overboost) κατά την επιτάχυνση, ή της χρήσης του ηλεκτροκινητήρα κατά την έξοδο των στροφών, σε αντικατάσταση του βενζινοκινητήρα. Το «πράσινο αποτύπωμα» που θα φέρει στο WRC είναι οι μηδέν ρύποι κατά τη διάρκεια χρήσης του στις απλές διαδρομές, ειδικά εντός πόλεων και χωριών.
Σε ποιο βαθμό θα αλλάξει το αντικείμενο εργασίας σας με την προσθήκη του υβριδικού συστήματος; > Η προσθήκη του υβριδικού συστήματος θα καταστήσει πιο περίπλοκη τη διαδικασία ελέγχου του κινητήρα εσωτερικής καύσης από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU). Επιπλέον, λόγω του συνδυασμού βενζινοκινητήρα-ηλεκτροκινητήρα, θα περιπλεχθεί ο τρόπος απόδοσης της ισχύος στους τροχούς. Με απλά λόγια, μέχρι τώρα εστιάζαμε στην απόκριση του βενζινοκινητήρα κατά την έξοδο των στροφών. Από το 2022, θα απαιτείται αρμονικός συνδυασμός των δύο κινητήρων, ώστε η μετάβαση λειτουργίας από τον έναν στον άλλον να μην επηρεάζει τη συμπεριφορά του αυτοκινήτου ή τον οδηγό.
Πώς φαντάζεστε το WRC σε πέντε χρόνια; > Με μια αισιόδοξη ματιά, στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Ράλλυ θα συμμετέχουν τέσσερις με πέντε κατασκευαστές και οι αγώνες θα είναι μοιρασμένοι σε όλο τον κόσμο, με λιγότερα αγωνιστικά χιλιόμετρα, αλλά χωρίς περιορισμούς στα ταξίδια. Τα αγωνιστικά θα έχουν παραμείνει το ίδιο εντυπωσιακά και η Toyota θα έχει στεφθεί πρωταθλήτρια πέντε φορές ακόμη! (Γέλια)
Who is who: Ο Χρήστος Σαμαράς γεννήθηκε το 1984 στη Θεσσαλονίκη. Σπούδασε Μηχανολόγος Μηχανικός στην Πολυτεχνική Σχολή του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Το 2015 εντάχθηκε στην M-Sport ως μηχανικός κινητήρα και το 2017 εργάστηκε ως μηχανικός κινητήρα στο Ford Fiesta WRC του Ott Tanak. Από το 2018 εργάζεται στην έρευνα και ανάπτυξη κινητήρων για την Toyota, στην Κολωνία. Έχει εκτεταμένο ρόλο στις δοκιμές εξέλιξης, προετοιμάζει τους κινητήρες των Toyota Yaris WRC ενόψει των αγώνων, και το 2020 ήταν υπεύθυνος μηχανικός κινητήρα για τον Takamoto Katsuta (UPDATE: Για το 2021, ο Χρήστος Σαμαράς είναι υπεύθυνος μηχανικός κινητήρα για τους Elfyn Evans και Takamoto Katsuta).
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ: ΘΑΝΟΣ ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ, TOYOTA GAZOO RACING, BMW i ANDRETTI RACING, SPACESUIT MEDIA
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ
