Wetenschapswoensdag: Onder de koepel

EN|NL

Het is tijd voor een nieuwe wetenschapswoensdag: het tweewekelijkse item waarin onze technici een onderdeel uit de zonneauto toelichten. Deze week is de canopy aan de beurt. De canopy is de transparante koepel in de zonneauto waar de coureur onder zit. Een belangrijk, maar ook uitdagend onderdeel van de auto! Onze aerodynamicus Guido is verantwoordelijk voor het ontwerp van de canopy en vertelt je alles over het ontwerp- en productieproces.

Genoeg ruimte?
De grootste uitdaging bij het ontwerpen van de canopy is het ruimtebudget. Het ruimtebudget is de ruimte die voor alle onderdelen in de auto nodig is. De coureur heeft bijvoorbeeld ruimte nodig om in de auto te kunnen zitten. Het ruimtebudget voor de canopy is echter niet alleen afhankelijk van hoe groot de coureur is, maar ook van reglementaire eisen. Een voorbeeld hiervan is de ‘occupant space’. De occupant space, binnen ons team beter bekend als de crash-eis, is de reglementair voorgeschreven ruimte die de coureur naar voor, achter, links en rechts moet kunnen bewegen vanuit de zitpositie.

Vormen om vliegensvlug te rijden
Het ontwerpen van de canopy begint met een vleugelprofiel. Dit profiel is de vorm van de dwarsdoorsnede van een vleugel en moet zo strak mogelijk om het ruimtebudget worden geplaatst. De canopy moet namelijk, net als de rest van de zonneauto, zo aerodynamisch mogelijk zijn. Op basis van het vleugelprofiel wordt een koepelvorm gemaakt. Met computer simulaties wordt geanalyseerd hoe deze koepel eruit moet komen te zien om zo aerodynamisch mogelijk te zijn.

Kleiner is beter?
Bij het vormen van de canopy gaat het niet om een zo klein mogelijke vorm, maar om een vorm met zo min mogelijk weerstand. Vaak betekent dit dat de canopy juist groter wordt dan nodig lijkt. Een voorbeeld is de lange staart aan de achterkant van de koepel. Deze zorgt ervoor dat de stroming langer wordt vastgehouden en dat het zog achter de auto vermindert. Het zog is de turbulente stroming achter de auto, welke zorgt voor meer weerstand. Luc, aerodynamicus tijdens de vorige editie, vertelt in onderstaande video meer hierover. Ook wordt er welving (asymmetrische vorm) gegeven aan het ontwerp. Door de asymmetrische vorm is de luchtdruk aan beide kanten van de canopy gelijk, wat een betere aerodynamica betekent.

How it’s made
Wanneer het ontwerp van de canopy vaststaat, moet deze worden geproduceerd. Uit een blok epoxyschuim wordt de vorm van de canopy met referentielijnen gefreesd: dit noemen wij de plug. Vervolgens wordt over de plug een doorzichtig kunststof getrokken. Dit bepaalt uiteindelijk de vorm van de canopy.  De headerfoto laat dit proces zien. De eerder genoemde referentielijnen zijn nu nodig om het voor- en achterruit uit het kunststof te snijden. Tijdens het produceren van de auto worden deze verlijmd aan de carbon shell van de auto.

Wetenschapswoensdag recap

• De grootste uitdaging van het ontwerp van de canopy is het ruimtebudget.
• Het ontwerp van de canopy begint altijd met een vleugelprofiel, die vervolgens aan wordt gepast naar een koepelvorm.
• De canopy wordt gemaakt door doorzichtig kunstof over de plug te trekken. Vervolgens worden de voor- en achterruit uitgesneden en verlijmd met de shell.