O carro de corridas elétrico foi projetado e calculado através de engenharia auxiliada por computador (CAE).
A Subida Internacional de Pikes Peak, oficialmente Pikes Peak International Hill Climb, é uma prova única sob vários aspectos. Uma coisa que torna a mais famosa corrida de subida de montanha do mundo tão especial é a forte restrição aos testes na pista. A Volkswagen Motorsport não teve oportunidade de completar centenas de voltas durante o desenvolvimento do I.D. R Pikes Peak, como as equipes da Fórmula 1 podem fazer em algumas pistas, por exemplo. Antes que o piloto Romain Dumas alcançasse o pico de 4.302 metros de altitude em tempo recorde, ele não pode fazer sequer um teste completo na pista real com o primeiro carro de corridas da Volkswagen movido totalmente a eletricidade.
“Nós dependemos muito das simulações no computador, principalmente na fase inicial de desenvolvimento do I.D. R Pikes Peak”, explica o Dr. Benjamin Ahrenholz, chefe da área de cálculo e simulação da Volkswagen Motorsport. O computador foi usado em múltiplas áreas. “Usamos programas de simulação para calcular os componentes do I.D. R Pikes Peak sujeitos a desgaste e defeitos estruturais como, por exemplo, o chassi, o monocoque, subchassi traseiro e asa traseira”, conta Ahrenholz.
O objetivo da engenharia auxiliada por computador foi sempre o mesmo: os componentes deveriam ser tão leves quanto possível, mas capazes de lidar sem problemas com as solicitações que acontecem durante a prova. Simulações importantes foram feitas utilizando o método de elementos finitos, durante as quais a estrutura extremamente complexa dos componentes do carro de corridas foi dividida numa grande quantidade de pequenos componentes com comportamento previsível – os chamados elementos finitos.
Componentes otimizados por projeto computacional
“Isso nos permitiu simular quais componentes do I.D. R Pikes Peak precisariam ser reforçados, onde poderíamos poupar material – e consequentemente, peso – ou onde a forma de construção poderia precisar ser mudada”, conta Ahrenholz. Quando necessário, o computador usou otimização topológica (método que “esculpe” componentes digitalmente de acordo com os esforços a que serão submetidos para sugerir um design mais adequado.
A equipe do Dr. Benjamin Ahrenholz foi beneficiada pelo fato da pista de 19,99 quilômetros já existir em grande parte como modelo computacional. A parte mais alta do percurso, em especial, foi um desafio para os engenheiros da Volkswagen Motorsport. “A superfície da estrada ali é tão irregular que a carga sobre o chassi é muito maior que no trecho extremamente plano da parte inferior da pista”, explica Ahrenholz. “Não estávamos completamente seguros previamente sobre o que poderia esperar o I.D. R Pikes Peak na parte superior e, por isso, trabalhamos com uma certa margem de segurança”. O procedimento de projeto utilizando engenharia auxiliada por computação também permite não apenas forçar os componentes individuais até o limite com alguns cliques no mouse, mas também realizar recálculos definitivamente demorados.
Centenas de configurações testadas no computador
Outra tecnologia baseada na computação foi usada durante o desenvolvimento da aerodinâmica do I.D. R Pikes Peak: a fluidodinâmica computacional (CFD, uma parte da engenharia auxiliada pela computação). O programa de computador calculou como até mesmo as menores mudanças na carroceria e nos defletores de ar do I.D. R Pikes Peak afetavam o coeficiente de arrasto, a força vertical ou a entrada de ar para arrefecimento. “Dessa forma, simulamos centenas de configurações diferentes antes de testar um modelo na escala 1:2 no túnel de vento”, conta Ahrenholz.
O momento em que o I.D. R Pikes Peak saiu do padoque para o primeiro teste de direção na pista de corrida real, no estado americano do Colorado, foi empolgante para o chefe do departamento de simulação e cálculos da Volkswagen Motorsport e sua equipe. “Um certo grau de incerteza sempre permanece quando um carro de corridas é completamente reprojetado”, conta Ahrenholz.
