mini|Logo der Formula Student Germany Die Formula Student Germany (FSG) ist ein internationaler Konstruktionswettbewerb für Studierende, der seit 2006 jährlich vom Formula Student Germany e. V. unter der Schirmherrschaft des Verein Deutscher Ingenieure e. V. nach Regeln ähnlich denen der Formula SAEFormula SAE in sae.org ausgerichtet wird.
Inhalt des Wettbewerbs ist es, in Teamarbeit einen einsitzigen Formelrennwagen zu konstruieren und zu fertigen. Jedes Jahr im Spätsommer treffen sich die Studentengruppen am Hockenheimring, um die selbstkonstruierten Rennwagen miteinander zu vergleichen.
Der Anspruch der Formula Student ist die Ergänzung des Studiums um Erfahrungen mit Konstruktion und Fertigung sowie mit den wirtschaftlichen Aspekten des Automobilbaus. Hierzu sollen die Studenten annehmen, eine Produktionsfirma habe sie engagiert, um einen Prototyp zur Evaluation herzustellen. Die Zielgruppe des Fahrzeuges ist der nicht-professionelle Wochenendrennfahrer. Zur Ermittlung des Gewinnerteams bewertet eine Jury aus Experten der Motorsport-, Automobil- und Zulieferindustrie in den statischen Disziplinen die Konstruktion, Kosten- und Businessplan jedes Teams. Zusätzlich werden auf der Rennstrecke in verschiedenen dynamischen Disziplinen die Fahreigenschaften der Autos getestet.
Vorgeschichte In den USA rief die Society of Automotive Engineers (SAE) 1981 die Formula SAE ins Leben, an der jedes Jahr rund 120 Studententeams aus der ganzen Welt teilnehmen. Seit 1998 veranstalten SAE und IMechE in England die Formula Student, zu der jährlich etwa 100 Teams anreisen. In Australien kommen jährlich rund 25 Teams zur Formula SAE-Australasia zusammen. Innerhalb von Europa gibt es außerdem Events in Österreich,imprint in fsaustria.at in der Schweiz,Website formulastudent.ch in Tschechien UngarnAbout fseast.eu Italien, Spanien,Website formulastudent.es. Frankreich und Polen. Auch in Japan und Brasilien treten heute studentische Teams gegeneinander an. Die Wettbewerbe werden bis auf wenige Modifikationen nach denselben Regeln ausgetragen, so dass Teams mit ihren Rennwagen an mehreren Veranstaltungen teilnehmen können.cdshistory. in students.sae.org
Motivation Durch die Teilnahme am Wettbewerb sollen die Ingenieurstudenten Erfahrungen mit Teamwork, Zeit- und Projektmanagement im Allgemeinen und mit Konstruktion, Fertigung und den wirtschaftlichen Aspekten des Automobilbaus im Speziellen sammeln. Die Wettbewerbssprache ist Englisch. Das Ziel des Wettbewerbs Formula Student Germany ist es, die Sichtbarkeit dieses meist außercurricularen Engagements bei deutschen Firmen und Universitäten zu verbessern. Dies ist möglich, da die Studenten durch den Konkurrenzdruck zu einer professionellen Arbeitsweise gezwungen werden und dabei Gebrauch von Werkzeugen machen, wie sie auch im industriellen Einsatz sind.dSPACE-Magazin_Formula-Student (PDF; 0,6 MB). In dspace.de.
Über Sponsoring, Awards und die Entsendung von Jurymitgliedern bestehen Möglichkeiten, mit den engagierten Studenten persönliche Kontakte zu knüpfen.
Formula Student Combustion and Formula Student Electric Bis 2009 bezeichnete Formula Student Germany den studentischen Konstruktionswettbewerb mit ausschließlich verbrennungsmotorischen Fahrzeugen. Seit der Einführung der Formula Student Electric 2010 bezeichnet Formula Student Germany allgemein den Konstruktionswettbewerb, der zum Ziel hat einen einsitzigen Formelrennwagen zu konstruieren. Beim Wettbewerb können die Studenten in zwei unterschiedlichen Klassen antreten. Die Klasse für verbrennungsmotorisch angetriebene Fahrzeuge heißt seit 2010 Formula Student Combustion (Combustion = Verbrennung), die Klasse, in der Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb antreten, ist die Formula Student Electric (Electric = elektrisch). Im Jahr 2017 wurde als 3. Klasse die Formula Student Driverless eingeführt. Dafür dürfen aktuell Fahrzeuge aus den letzten zwei Jahren aus der FSC und FSE genutzt werden.
Formula Student Combustion (FSC) mini|Logo der Formula Student Combustion
Die Formula Student Combustion bezeichnet die Klasse mit verbrennungsmotorischen Antrieben innerhalb der Formula Student Germany. Die Vorschriften, die es bezüglich der Konstruktion und des Aufbaus des Fahrzeugs gibt, sind die offiziellen Formula-SAE-Regeln sowie ergänzend die FSC-Regeln. Die wichtigsten Einschränkungen bezüglich des Antriebsstrangs sind:
4-Takt-Ottomotor max. 710 cm3 Hubraum kreisförmiger Luftmengenbegrenzer hinter dem Drosselsystem mit einem Durchmesser von 20 mm bei Benzin-betriebenen Verbrennungsmotoren 19 mm bei E85-betriebenen Verbrennungsmotoren
Formula Student Electric (FSE) mini|Logo der Formula Student Electric
Die Formula Student Electric erweitert die Formula Student Germany um das Thema Elektromobilität. Aufgabe der teilnehmenden Teams ist es, ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu konstruieren. Abgesehen von kleinen Modifikationen bei der technischen Abnahme, um den Anforderungen der Elektrofahrzeugen gerecht zu werden, orientiert sich die FSE an den offiziellen Formula-SAE-Regeln des jeweiligen Jahres. Der Fokus auf rein elektrische Antriebe anstelle auf Hybridantriebe sorgt für eine reduzierte Komplexität. Dies ermöglicht Teams auch ohne große finanzielle Mittel eine Teilnahme.
Die Fahrzeuge der Formula Student Electric orientieren sich ebenfalls maßgeblich am Regelwerk der Formula SAE, so dass die Fahrzeuge eine identische Grundstruktur wie in der Formula Student Combustion haben. Um den Teams den Einstieg in die neue Klasse zu erleichtern wurde im ersten Jahr der FSE erlaubt, Chassis’ aus den letzten Jahren (2007 oder neuer) zu verwenden. Seit 2011 müssen die verwendeten Chassis dem aktuellen Regelwerk entsprechen. Die maßgeblichen Unterschiede zwischen FSE- und FSC-Fahrzeugen finden sich im Bereich des Antriebsstranges.
Das Regelwerk der Formula Student Electric macht hinsichtlich der Art (Gleichstrom, Wechselstrom) und Anzahl der Motoren keine Einschränkungen, lediglich die maximale Spannung ist auf 600 V DC begrenzt. Die maximale Leistung, die zu einem beliebigen Zeitpunkt aus den Akkumulatoren entnommen werden darf, beträgt 80 kW (PDF; 238 kB), Formula Student Germany, abgerufen am 12. Januar 2013. Als Energiespeicher dürfen alle Arten von Akkumulatoren und Kondensatoren, aber keine Hochtemperaturbatterien oder Brennstoffzellen verwendet werden.
Formula Student Driverless (FSD) Mit der Erweiterung der Formula Student um eine Kategorie fahrerloser Fahrzeuge orientieren sich die Organisatoren an den Entwicklungen der Automobilindustrie. Die Teams, die in bei der FSD antreten wollen, können wie bisher einen komplett neuen Wagen konstruieren, oder einen Wagen aus den letzten zwei Jahren ihrer Teams verwenden. Damit soll gewährleistet werden, dass die Komplexität der Driverless Komponenten nicht dazu führt, dass am Ende des Jahres das Fahrzeug nicht fahrbereit ist. Ursprünglich hatte man überlegt nur elektrische Fahrzeuge für die FSD zuzulassen und im ersten Jahr haben es auch ausschließlich elektrische Fahrzeuge durch die technische Abnahme geschafft. 2018 ist auch ein Team der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin mit einem Fahrzeug mit Verbrenner angetreten.
Im November 2018 kündigte FSG an, dass ab 2021 die Klasse Formula Student Driverless wieder geschlossen werden solle und stattdessen in den beiden Klassen FSC und FSE Disziplinen autonom gefahren werden solleAn outlook on FSG 2021 and the following seasons. In: formulastudent.de, 22. November 2018.. Aufgrund der Coronasituation und dem Ausfall des Events 2020, wird aber 2021 noch mit dem Regelsatz aus dem Jahr 2020 gefahren, welcher eine getrennte FSD Klasse vorsieht.update-to-cancellation-of-fsg-2020. In: formulastudent.de.
Ablauf des Wettbewerbs Unabhängig von der Klasse müssen die Teams während des Wettbewerbs zunächst eine technische Abnahme bestehen, bevor die Fahrzeuge zur Teilnahme an den dynamischen Disziplinen zugelassen werden.
Scrutineering (Technische Abnahme)
Alle teilnehmenden Fahrzeuge müssen das Scrutineering bestehen, bevor sie zur Teilnahme an den fahrerischen Wettbewerben zugelassen werden. Die Inhalte der technischen Abnahme wie auch die sicherheitsrelevanten Vorschriften bezüglich der Konstruktion von Chassis und Fahrwerk sowie der Ausführung des Antriebsstrangs sind in den Regeln der Formula SAE und den ergänzenden Ausführungen der Formula Student Germany festgehalten und werden während der technischen Abnahme überprüft. Für die Fahrzeuge der FSC, ist die Reihenfolge der einzelnen Schritte der technischen Abnahme: Tech and Safety (Technik und Sicherheit) Tilt Table (Kipptisch) Noise Test (Geräuschmessung unter definierten Voraussetzungen) Brake Test (Bremstest) Fahrzeuge mit einem elektrischen Antriebsstrang müssen teilweise andere und ergänzende Bestandteile der technischen Abnahme bestehen. Die Gesamtheit der Schritte der technischen Abnahme für FSE Fahrzeuge sind: Electrical Scrutineering (elektrische Sicherheit) Tech and Safety (Technik und Sicherheit) Tilt Table (Kipptisch) Rain Test (Regentest) Brake Test (Bremstest)
Tech and Safety (Technik und Sicherheit) – FSC und FSE mini|Tech and Safety mini|Tilt Table mini|Noise Test mini|Brake Test
Alle sicherheitsrelevanten Bau- und Zubehörteile des Rennwagens, die durch das Regelwerk vorgeschrieben werden, werden überprüft. Dazu gehört die Rahmenstruktur, die Radaufhängung, Lenkung, Bremsen und Felgen sowie die Reifen. Auch Details wie die Verlegung der Kraftstoffleitungen, die Befestigung des Ansaugsystems oder das korrekte Funktionieren der Notschalter werden geprüft. Im Anschluss muss das Fahrzeug eine Reihe weiterer Checks durchlaufen. Erst wenn alle Tests der technischen Abnahme bestanden sind, wird ein Fahrzeug für die Teilnahme an den dynamischen Disziplinen zugelassen.
Da die Autos in den vergangenen Jahren immer kleiner und kompakter wurden, machten sich Zweifel breit, ob ein verletzter Fahrer bei einem Unfall noch aus dem Fahrzeug geborgen werden könnte. Laut Regelwerk muss ein 95-Prozent-Mann in das Auto passen, d. h. ein Mann, der in Größe und Gewicht nur von 5 % der männlichen Bevölkerung übertroffen wird. Deshalb wurden 2009 neue Regeln für die Cockpitdimensionierung eingeführt auf Grundlage der FIA-Regeln für die Formel 1. Die Einhaltung dieser Maße wird bei der technischen Überprüfung der Fahrzeuge mithilfe von zwei Schablonen (Cockpit Templates) überprüft. Eine der Schablonen muss durch die Cockpitöffnung passen, die andere muss durch den Fußbereich des Fahrers bis zu den Pedalen durchgeführt werden können.
Zusätzlich müssen alle Fahrer zeigen, dass sie in „ready-to-race condition“, d. h. volleingekleidet und angeschnallt, das Auto innerhalb von 5 Sekunden verlassen können.
Tilt Table (Kipptisch) – FSC und FSE Beim Tilt Table Test wird überprüft, ob keine Betriebsflüssigkeiten austreten und die Regeln zum Überrollschutz erfüllt werden. Die Fahrzeuge müssen startklar, mit allen Flüssigkeiten und vollgetankt zum Test gebracht werden. Ebenso müssen alle Komponenten am Rennwagen angebracht sein. Das Fahrzeug, in dem der größte Fahrer sitzen muss, wird fixiert und bis zu einem Winkel von 45 Grad geneigt. Bei diesem Winkel dürfen kein Treibstoff oder andere Flüssigkeiten (Öl, Kühlflüssigkeit, …) austreten. Danach wird der Winkel auf 60 Grad erhöht. Dieser Winkel entspricht einer Querbeschleunigung von 1,7 g. Wenn dabei die oberen Räder auf dem Boden bleiben, besteht der Rennwagen den Tilt Table Test.
Noise Test (Geräuschmessung) – nur FSC Der Noise Test überprüft, ob das Fahrzeug den Vorschriften für die Einhaltung des Lärmpegels entspricht. Dazu wird bei laufendem Motor im Leerlauf bei einer durch die Bauart des Motors vorgeschriebenen Drehzahl die Lautstärke gemessen. Der Lärmpegel darf nicht höher als 110 dBA sein.
Brake Test (Bremstest) – FSC und FSE