PEUGEOT 9X8: najprv ako virtuálny projekt tvorený 15 267 digitálnymi súbormi

Nové vozidlo Hypercar automobilky PEUGEOT je produktom najmodernejších softvérových programov

•  Prevratný koncept overený a doladený v digitálnom prostredí

•  Celkový výkon simulovaný dlho pred prvými kolami vozidla na trati

•  Prelomový prístup ušetril životne dôležitý čas a optimalizoval využitie zdrojov

PEUGEOT Hypercar 9X8 začal pred výjazdom na trať pred homologačnými testami svoj život ako digitálny projekt s kapacitou 51,1 GB, ktorý pozostával z 15 267 súborov uložených na pevnom disku.

Digitálne pokroky otvorili úplne novú sféru možností v motoristickom športe a umožnili konštruktérom oddelenia PEUGEOT Sport vizualizovať skutočne prevratný koncept vozidla 9X8 Hypercar, ktoré, na rozdiel od ktoréhokoľvek z konkurentov, nemá zadné krídlo a overiť ho pred jeho výrobou ako jeden fyzický komponent.

Sofistikovanosť moderného digitálneho softvéru umožňuje vykonávať hĺbkové technologické štúdie a zároveň šetriť značný čas, peniaze a zdroje. PEUGEOT 9X8 Hypercar žil nejaký čas úplne virtuálne, kým konečne vyrazil, aby absolvoval svoje prvé kolá na trati. Tímy z oddelenia PEUGEOT Sport strávili dva roky modelovaním a simulovaním, pričom využívali existujúci softvér, v prípade potreby prispôsobený špecifickým požiadavkám projektu, ako aj počítačové programy vyvinuté od začiatku interne.

 „Jednou z našich silných stránok je schopnosť samostatne si vytvárať nástroje na tvarovanie konštrukcie komponentov, ktoré potrebujeme,“ vysvetľuje François Coudrain, riaditeľ pohonných jednotiek oddelenia PEUGEOT  Sport pre program vytrvalostných majstrovstiev sveta FIA World Endurance Championship (WEC).

Vynaliezavosť zrodená z digitálnych inovácií

Do digitálneho projektu Peugeot 9X8 bolo zapojených niekoľko desiatok ľudí. Od počítačových majstrov, až po výkonnostných a pretekárskych inžinierov, pričom všetci sa pevne sústredili na rovnaký cieľ – vyrobiť výnimočné vytrvalostné pretekárske vozidlo. Pre dosiahnutie čo najlepšieho výsledku, postupuje inžinierske oddelenie vždy rovnako:

• Veľmi pozorne si prečíta predpisy, aby všetci členovia mali úplne jasno v tom, čo je a čo nie je povolené, a predovšetkým, aby si začali predstavovať, čo by mohlo byť možné.
• Stanovenie návrhu: určenie výkonnostných cieľov a požiadaviek vychádzajúcich z predpisov. Táto práca sa následne podrobnejšie opíše v množstve vzájomne súvisiacich špecifikačných dokumentov.
• Formulovanie konštrukčných hypotéz: na základe zastrešujúceho stretnutia si inžinieri zodpovední za tvorbu auta vizualizujú rôzne koncepty. Tu sa skutočne prejaví vynaliezavosť inžinierov oddelenia Peugeot Sport, ako aj dizajnérov z oddelenia Style PEUGEOT, ktorí na projekte 9X8 spolupracovali od jeho začiatku. Malo by byť zrejmé, že bez ohľadu na to, aká dobrá je, digitálna technológia nikdy nemôže úplne nahradiť ľudskú kreativitu a program ako 9X8 je v prvom rade obrovským ľudským úsilím. Najsľubnejšie digitálne koncepty sa uložia, a potom sa vyhodnotia ich relatívne prednosti, aby sa nakoniec rozhodlo len pre jeden.
• Vykonanie simulácie CFD (Computational Fluid Dynamics): CFD simulácia, ktorá sa častejšie používa v aerodynamike, slúži ako referencia pre prúdenie tekutiny, pričom zohľadňuje fyzikálne alebo chemické účinky, ako sú turbulencie a tepelné budenie.

„Vďaka celému nášmu softvéru si môžeme predstaviť širokú škálu rozmerov, tvarov a materiálov a pracovať na hmotnosti auta v súlade s technickými predpismi,“ poznamenáva François Coudrain. „Rovnako ako pri voľbe základného konceptu, aj možnosť zaujať čisto digitálny prístup k testovaniu systémov a komponentov nám umožňuje posúdiť veľké množstvo potenciálnych riešení, ktoré by v reálnom svete jednoducho nebolo možné dosiahnuť. Pred odjazdom na okruh bol náš Hypercar dlhý čas projektom uloženým na pevnom disku. Každý jeden z 15 267 súborov predstavoval jednu z jeho častí! Je potrebné poznamenať ešte jednu vec: digitálna technológia a kalibrovanie našich simulačných nástrojov nám umožnili zmerať interakciu medzi rôznymi komponentmi a systémami, čo znamená, že sme už boli oboznámení s teoretickým výkonom a správaním sa vozidla už pred jeho reálnym testovaním. Fáza fyzického overovania projektu sa začala až oveľa neskôr, keď sme auto konečne postavili na trať.“

„Umelá inteligencia je neoceniteľným nástrojom na rozoberanie obrovského množstva údajov, ktoré sa nachádzajú v pretekárskom vozidle,“ dodáva Jean-Marc FINOT, riaditeľ Stellantis Motorsport. „Naše aplikácie na spracovanie veľkých dát nám umožňujú simulovať veľké množstvo rôznych hypotéz, čo nám pomáha zistiť, či potrebujeme upraviť konštrukciu nejakých dielcov, aby spĺňali naše cieľové hodnoty. S výrobou fyzických častí začneme až v momente, keď určíme vlastnosti a simulovaný výkon v rôznych prostrediach s plne digitálnym vozidlom.“

Od prierezov káblov až po motory z dronov

Niektoré údaje možno evidentne zhromaždiť bez vykonania akéhokoľvek konkrétneho výskumu typu materiálu, tvaru alebo počtu dielcov. Napríklad karoséria je vždy vyrobená z karbónu, motor z hliníka a vždy sú tu štyri kolesá. Do rovnice pri výpočte rozmerov a simulácii správania základných komponentov však vstupujú digitálne nástroje.

Ako príklad uvádzame, že zatiaľ čo Peugeot 9X8 obsahuje trojitý elektrický systém (900 V batéria plus 48 V a 12 V komponenty), digitálna technológia umožnila inžinierom Peugeot Sport plne pochopiť jeho elektromagnetické prostredie a pracovať na optimálnych rozmeroch jeho káblových zväzkov. Aby sa minimalizovalo riziko rušenia, bolo potrebné vytvoriť úzky vzťah medzi fyzickými komponentmi a softvérom. Išlo
o významnú podmienku, ktorú bolo možné uskutočniť len s pomocou digitálnej technológie. Týmto spôsobom tím zistil, že je lepšie použiť menšie káblové zväzky na 48 V ako na 12 V, čo súčasne šetrí priestor a hmotnosť a zároveň zlepšuje kompatibilitu medzi fyzickými zväzkami a výpočtovými jednotkami/počítačmi.

Iné dielce, ktoré bežne dodáva oddelenie Stellantis Sport, alebo sú odvodené od technologických produktov dostupných na voľnom trhu, niekedy fungujú veľmi dobre aj bez toho, aby ich bolo potrebné akýmkoľvek spôsobom upravovať. Ide o vynaliezavý prístup, ktorý nezruinuje rozpočet! Napríklad určité 48 V motory vo vozidle 9X8 pochádzajú priamo z dronov. Je samozrejmé, že ich účinnosť vo vozidle sa simulovala a overovala pomocou špeciálneho softvéru, ale nevyžadovali si žiadnu konštrukčnú úpravu.

Digitálne simulácie umožňujú prispôsobenie tam, kde je to potrebné – napríklad pokiaľ ide o to, aký materiál použiť okolo výfukových otvorov. Tu sú hodnoty tepla veľmi vysoké a simulácie ukázali, že karbónovú karosériu bolo potrebné buď chrániť, alebo dokonca nahradiť hliníkom alebo titánom. Táto skutočnosť si vyžiadala zvýšenú pozornosť už pri návrhu, neskôr sa to potvrdilo vo fáze simulácie a následne znova počas prvých testov v reálnom živote.

Pevný disk obsahujúci všetky technické údaje Peugeotu 9X8 po svojom digitálnom vývoji poskytol základ pre vytvorenie počiatočného modelu
v mierke 1 : 1 pre použitie v aerodynamickom tuneli a následne aj fyzického pretekárskeho automobilu, ktorého vývoj pokračuje na trati.