Postavili první samořiditelnou formuli v Česku a daří se jim i ve světě

S elektrickými formulemi se na tuzemských vysokých školách roztrhl pytel. Není to již nic neobvyklého. Za raritní bonbonek však platí samořiditelný monopost. A ten lze v Česku potkat jediný! Na pražské Fakultě elektrotechnické ČVUT jej mají na svědomí studenti z týmu eForce FEE Prague Formula. „Přípravy žádný med nebyly, ale nakonec jsme to zvládli,“ říká hrdě šéf šedesátičlenného týmu kapitán eForce Josef Med, zatímco nás vede k autonomní formuli – černo-oranžovému modelu DV.01.

Kamery a senzory

Nápad postavit si samořiditelný kousek dostali v dejvickém kampusu před dvěma lety. Byť s tímto segmentem neměli žádné předchozí zkušenosti, úplně na zelené louce nezačali. „Použili jsme starší monopost z důvodu ušetření času při návrhu a výrobě,“ těší Daniela Štorce, vedoucího desetičlenné autonomní divize. Čím se vlastně liší před námi stojící stroj od toho běžného? „Jedná se o tři elementární oblasti: senzory, aktuátory a výpočetní techniku,“ načrtává Štorc. A rázem vysvětluje zevrubněji: „Senzory jsou prostředky pro formuli, jimiž rozpoznává okolní prostor. Mám tím na mysli primárně stereo kameru, která dokáže do klasického obrazu ještě přidat odhad hloubky. Za druhé LiDAR, což je zařízení, jež pomocí laserových paprsků skenuje svět kolem sebe.“ Druhou skupinu představuje výpočetní technika, konkrétně malý počítač od Nvidia, sloužící ke zpracování obrazu pomocí umělé inteligence. A konečně třetí část tvoří aktuátory, které nahrazují typické úkony člověka, kupříkladu sešlápnutí pedálu či zatáčení volantu.

Čeští studenti vyvíjejí závodní motorky: Mají i jedno unikátní řešení!

Jak s pedály?

Právě vypořádání se s lidskými úkony, respektive jejich nahrazení, přitahuje naši pozornost nejvíce. „Zatáčení volantu jsme vyřešili díky upravenému posilovači řízení z klasického automobilu. Vyměnili jsme ovládací elektroniku a nasadili ho na tyč řízení,“ uvádí Daniel Štorc. S ovládáním brzdového pedálu si zase poradili takto: „V pravidlech je stanovené, že formule musí mít nějaký pasivní zdroj energie. My jsme zvolili variantu se stlačeným vzduchem. Nicméně uchovávat tento vzduch na provozním tlaku bylo neekonomické z pohledu místa,“ dodává Štorc. Co tedy udělali? Vypomohli si 300barovou nádobkou, z níž poté regulují tlak na šest barů. Načež v cestě stojí elektromagnetický ventil, jenž aktivně drží vzduch od pneumatického pístu. „A pokud se sníží napětí, dojde k puštění tohoto tlaku do pístu a následnému brzdění,“ bere si opět slovo Štorc s tím, že do příští sezony plánují rovněž tímto vzduchem brzdit za pomoci elektrického regulátoru tlaku.

Svět motorů 44/2020

Komplexnost na prvním místě

Tisíce hodin dřiny směřují k jedinému: závodům Formula Student. Ty se skládají ze statických a dynamických disciplín. „V těch statických představujeme monoposty odborníkům z formule 1 či předním automobilkám,“ poznamenává Josef Med. Hodnotí se nejen technické a konstrukční vlastnosti vozidla, ale též finanční plán včetně sériové výroby,“ dodává šéf týmu Med. Pokud vše ve formuli sedí, striktní komisaři pustí tým na trať. „Začala bych disciplínou akcelerace, kde se měří zrychlení na pětasedmdesáti metrech s pevným startem. Další trať je zase složená dvěma kruhy o průměru osmnácti metrů, jež jsou spojené do tvaru osmičky. Zde se prověřuje příčná dynamika vozidla,“ vyjmenovává Kateřina Antošová, mluvčí eForce Prague. Královské disciplíny ovšem prý představují projetí úplně neznámé trati a vytrvalostní závod na 10 kol na stejném okruhu. „To všechno bez vlastních výpočtů trajektorie formule,“ zdůrazňuje Štorc.

Lamborghini se dalo dohromady s Xiaomi. Výsledkem je elektrická motokára se zvukem supersportu

Závody z jiného vesmíru

Černo-oranžovou „Devítku“ (tak monopostu podle generací formulí přezdívají) osazenou všemožnými kamerami a senzory pohání dvojice elektromotorů s celkovým výkonem 87,8 kW. Ten nicméně kvůli závodním regulím omezili na 80 kW. Plných 202 kilogramů vážící vůz oblečený v karbonu kvůli koronaviru naostro nevyzkoušeli. I když to úplně tak není… „Zúčastnili jsme se virtuálního závodu. Algoritmy jsme upravili tak, aby pasovaly do prostředí online simulace,“ nastiňuje Štorc. Jak to vypadalo? Trochu sterilně, ježto samotná formule nebyla potřeba. „Nahráli jsme kódy na servery pořadatelů a náš software se musel umět sám zorientovat, kdy má začít jezdit, kdy přestat, a poté znovu čekat na novou disciplínu,“ seznamuje nás s jiným vesmírem závodění Daniel Štorc. Budoucnost taková nejspíš bude…

Česká skvadra se s virtuálními soupeři zejména z německých, švýcarských a holandských univerzit prala víc než srdnatě. Jako jediná dokončila jednu z královských disciplín – vytrvalostní závod! „Reálné poměřování nám chybí. Myslím,“ říká Štorc, „že jsme nachystáni dobře. Snad se svět brzy vrátí k normálu.“

Magická krabička

Máme teď to štěstí, že uvidíme „Devítku“ v akci. Nasazujeme kouzelnou krabičku RES neboli vzdálený záchranný systém, s nímž se napojíme s formulí. Zvládneme ho elementárně obsahovat i my, neboť má (jen) dva povely: jeď a stop. „Pomocí povelu jeď se auto zapíná. A stop je přímo napojený na bezpečnostní obvod vozu. Pakliže zmáčkneme tohle tlačítko, aktivuje se ve formuli záchranná brzda a vypne se přívod napětí k motorům,“ popisuje Štorc řešení z důvodu maximální bezpečnosti, zatímco monopostu naskakují první metry. Fascinující, co se studentům povedlo. „A kvůli těmto sladkým momentům to všechno děláme,“ uzavírá kapitán Med.

Víte, že…

... studenti si sami navrhli rám, zavěšení kol, planetový převod, diferenciál, chlazení, akumulátor a elektroniku?

… dva miliony korun je částka, kterou tvořily náklady na materiál potřebný pro přestavbu z elektrického monopostu na autonomní?