Der "Neue"

17. Juni 2024

Auch in diesem Jahr haben sich wieder rund 50 Studierende der Hochschule Karlsruhe (Die HKA) zusammengefunden, um einen einsitzigen Formelrennwagen zu konstru­ieren und anschließend selbst zu fertigen. Sie kommen aus den Studiengängen Fahrzeugtechnologie, Maschinenbau, Mechatronik, Elektro- und Informationstechnik sowie Wirtschaftsingenieurwesen, Informatik und Medieninformatik und hatten ein großes gemeinsames Ziel: den Bau eines eigenen Rennwagens für die diesjährige Teilnahme an den internationalen studentischen Konstruk­tionswettbewerben der „Formula Student“. Wie im vergangenen Jahr wird das Team wieder an drei verschiedenen interna­tionalen Wettbewerben teilnehmen: im österreichischen Spielberg, auf der ZalaZone-Teststrecke bei Zalaegerszeg in Ungarn und auf dem Hockenheimring.

Nach neun Monaten Entwicklung, Konstruktion und Fertigung haben die Studierenden nun mit dem Rollout am Donnerstag, 13. Juni 2024, ein weiteres großes Etappenziel erreicht und konnten das Resultat ihrer Projektarbeit mit dem neuen Rennwagen „F-118“ erstmals der Öffentlichkeit präsentieren.

Die Hauptaufgabe der internationalen Konstruktionswettbewerbe der Formula Student besteht darin, einen Rennwagen herzustellen, der für eine Produktion in Kleinserie geeignet wäre. Geschwindigkeit ist jedoch nur ein Aspekt, bewertet wird das Gesamtkonzept, zu dem auch die Beschleunigungs- und Bremsleistung sowie Konstruktion, Gewicht und die kalkulierten Produktionskosten zählen. Um also einen schnellen, wendigen, sicheren, sparsamen und zuverlässigen sowie kostengünstigen Rennwagen zu entwickeln, ist für die Studierenden eine genaue Projektplanung und Koordination samt Marketingstrategie, Business Plan und Cost Report notwendig. Gefragt sind demnach viele ingenieurspezifische Fähigkeiten wie auch umfangreiche Wirtschafts- und Marketingkompetenzen. Das Konzept hinter diesem Wettbewerb ist es, den Studierenden eine attraktive Möglichkeit zu bieten, das im Studium angeeignete Wissen in die Praxis umzusetzen.

In der diesjährigen Saison tritt das Team seit mehr als zehn Jahren erstmals mit einem rein elektrischen Fahrzeug an. Zur Karosserie aus Kohlefasern (CFK), die durch einen optimierten Lagenaufbau leichter wurde, kommt noch ein verbessertes Bremssystem mit selbst entwickelten Bremssätteln. Um die Strömungsverhältnisse am Fahrzeug zu optimieren, wurden viele weitere zeitintensive rechnergestützte Simulationen durchgeführt, die – im Vergleich zum Vorjahresfahrzeug – zu einem aufwendigeren Aeropaket mit teilaktiver Aerodynamik führen. Dazu gehören ein neuer Unterboden, Abdeckungen an den Querlenkern und neue SLS-gedruckte (3D-Druck-Technologie, mit der sich auch innenliegende Formen ohne Stützstrukturen drucken lassen) Kühlelemente. Mehr Einstellmöglichkeiten und neue Endplates am Heckflügel sollen für mehr Abtrieb bei gleichzeitig verringertem Fahrwiderstand sorgen.

Die Leistung des Antriebsstrangs erfolgt über einen vollelektrischen Hinterradantrieb mit einer Maximalleistung von ca. 75 kW. Die beiden Radnabenmotoren und Getriebe sind direkt im Radpaket integriert. Das Drehmoment wird jeweils über ein 1½-stufiges Planetengetriebe übertragen. Der Hochvolt-Akku aus einem Aramid-Gehäuse besteht aus 12 Modulen – insgesamt 432 Rundzellen – und weist eine Maximalspannung von 600 V auf.

Durch neue Beschleunigungssensoren, GPS-Unterstützung, neue Onboard-Elektronik und Zonenarchitektur wird eine umfangreichere, stabilere und genauere Auswertung der Fahrdaten während der Testphase und während der Wettbewerbe möglich.

Wie in jedem modernen Entwicklung- und Produktionsprozess wird das komplette Fahrzeug mithilfe von CAD-Systemen (Computer Aided Design) zunächst als Modell im Rechner erzeugt. So entstehen nicht nur die benötigten Fertigungsdaten, sondern auch die Simulation und Berechnung der verschiedenen Bauteile und Funktionen wird ermöglicht. Im Anschluss werden die Bauteile individuell hergestellt und teilweise bis zur Zerstörung getestet.

In kaum einem anderen Projekt können in Vorlesungen und Übungen erworbene Grundlagen durch ihre Anwendung und Vertiefung so umfassend in die Praxis umgesetzt werden, wie in diesem Formula-Student-Projekt. Alle nötigen Schritte werden dabei von den Studierenden selbst organisiert bis hin zur hochkomplexen Fertigung der Einzelteile. Unterstützt werden sie dabei durch viele Sponsoren und von Werkstatt der Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik, an der ein großer Teil der benötigten Komponenten selbst hergestellt wird.

Nach dem Rollout des „F-118“ beginnt für die Studierenden die kurze Testphase, um den Boliden für die Wettbewerbe der Formula Student „fit“ zu machen. Ende Juli – also kurz nach dem Ende der Prüfungen, die die am Projekt beteiligten Studierenden noch ablegen müssen, geht es dann für sie auch „gleich richtig los“ mit dem ersten Wettbewerbsevent in Österreich.

„Der jedes Jahr weiterentwickelte Rennwagen der Studierenden ist für uns immer wieder aufs Neue ein beeindruckender Beleg für die Kombination von Fachwissen und ausgeprägtem Praxisbezug unserer Lehre und auch dafür, wie gut es unsere Studierenden schaffen, ein solch umfangreiches Projekt zu planen und umzusetzen“, betont Prof. Dr. Rainer Neumann, Prorektor für Studium und Lehre der HKA.