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從SAE看學生方程式賽車

106/02/24 瀏覽次數 4577
2016年世界一級方程式錦標賽(又稱Formula 1或F1)3月展開至今已舉辦多場賽事。2016年為歷史上最長的賽季,11月底在阿布達比正式結束。大家所熟知的F1一級方程式賽車,是國際賽車界最重要的體育競賽。新加坡每年舉辦1站的F1賽事,帶來1億美元以上的附加產值。而賽車運動除了娛樂價值之外,更重要的是需要具備專業的工程能力,運用科學知識來創新設計,打造一輛超越極限性能的賽車。經過賽事的驗證後,將這些新科技運用在未來的房車中,F1賽車可為現代汽車工業的先驅。
 
美國自動車工程師協會(Society of Automotive Engineers,簡稱SAE) 在1987年開始舉辦專為學生設計的「國際學生方程式賽車大賽」(簡稱Formula SAE、FSAE),FSAE的賽事宗旨為藉由FSAE的競賽來培訓學生成為未來的汽車工程師,比賽的核心理念著重在讓學生獨立組隊去研發,激發創意與潛能。
FSAE也是F1車隊與全球各大知名車廠的跳板,來自各國知名大學團隊積極參與競賽。若是在國際賽事上得獎,幸運的話能被車廠或車隊相中成為職業汽車工程師。值得一提的是,台灣已有參賽經驗的南臺車隊畢業生被選入F3車隊服務。
 
FSAE在指定的範圍內,讓學生打造一台賽車,車輛性能、營銷成本、安全性以及團隊表現都要列入評比。在全球已有500多所大學參與,南臺科技大學、台北科技大學以及清華大學為台灣目前投入FSAE的學校,其中南臺科技大學在2006年打造出兩岸第一支車隊,在國際上獲得許多獎項:如2006年日本賽省油獎、2007年日本賽獨特設計獎、2012年中國賽營銷報告冠軍。
 
FSAE比賽項目分為四項動態以及三項靜態,動態的賽程包含比快的「直線加速」、在「八字繞錐」與「高速避障」項目中,考驗過彎的穩定性,速度不再是唯一重點。「耐久賽」為兩位車手合跑20圈,同場將有兩隊以上同時競賽,除了比誰先到達終點外,油耗量也是計分重點。耐久賽也是唯一不只一輛賽車在場上比賽的項目。日本賽因賽道關係超車情況很罕見,在中國賽中本項比賽就會較為刺激。
 
動態比賽項目受天候、車輛性能以及車手狀況等多項因素影響,比賽現場可見許多突發狀況,以致於選手與車輛發揮之水準有落差。在靜態賽事中就能充分展現團隊努力的成果,評分看重車輛設計是否符合安全標準,並考良車輛量產的可能性,將車隊視為一小型工廠,從開發技術、生產成本甚至是獲利都在靜態項目的評比範圍。
 
在車輛的設計上,南臺科大車隊在第一~三代應用Honda CBR 600 c.c.的四缸引擎,雖然重量較重,但馬力、扭力都很高。第四代則改採越野摩托車品牌Husqvarna 450 c.c.單缸引擎,該引擎重量極輕,僅30公斤,是前三代車輛一半的重量,在2012年至上海比賽時為全場最輕型之賽車,2013年為了加強動力,更加入渦輪引擎的使用。北科的車隊在2015年也獲得本土27家企業的支持,前進日本參與FSAE賽事。
 
職業賽車門檻很高,各車廠也相當重視賽車級車輛的開發。因此FSAE就是一個很好的平台,讓F1車隊與車廠挑選工程師。FSAE著重在無干擾下車子性能最大的發揮,充分展現汽車工業研究成果。雖然車手的速度也是關鍵,但FSAE追求高速而不競速,非一般競爭型的賽事,可以看出國家的汽車工業與該領域教育發展的成果。在此國際矚目之賽事下,各國學生也能把握機會嶄露頭角。(本文由科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿)

責任編輯:楊斯嵐 助理教授|南臺科技大學 資訊傳播系

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