Pierwszy elektryczny motocykl szosowy zbudowany przez polskich studentów lada dzień wyruszy na tor Aragon. Czeka go rywalizacja z 46 zespołami z całego świata. We wtorek oficjalnie zaprezentowano go na Politechnice Wrocławskiej.

Po latach sukcesów w zawodach Smartmoto Challenge w Barcelonie studenci Politechniki Wrocławskiej postanowili podjąć się nowego wyzwania. W tym roku po raz pierwszy wystartują w konkursie Moto Student na torze Ciudad del Motor de Aragón w hiszpańskim Alcañiz. Inna jest nie tylko lokalizacja, ale i zadanie.

Wyścig z licencjonowanymi kierowcami

Tym razem członkowie Koła Naukowego Pojazdów i Robotów Mobilnych musieli od podstaw zaprojektować i skonstruować elektryczny motocykl szosowy. A to nie wszystko. Po raz pierwszy ich pojazd stanie na linii startu razem z 46 innymi elektrycznymi maszynami i będzie rywalizować o nagrody w jednym wspólnym wyścigu. Dlatego zespół musiał nie tylko przebudować swoje struktury, by jak najlepiej przygotować się do budowy motocykla, ale także poszukać kierowcy z licencją – bo wyścig na torze ramię w ramię z innymi zawodnikami wymaga dużych umiejętności, by rywalizacja przebiegła bezpiecznie.

- Na zawodach w Barcelonie od lat byliśmy w czołówce zespołów, zawsze przywożąc stamtąd nagrody. Jest takie powiedzenie: jeśli jesteś najlepszy w grupie, to znaczy, że czas zmienić grupę – opowiada Michał Skraburski z KN PiRM. – Uznaliśmy więc, że musimy spróbować czegoś nowego, jeśli nie chcemy stać w miejscu.

Bezpieczeństwa najważniejsze

LEM Photon jest wyścigowym motocyklem szosowym z napędem elektrycznym klasy Moto3. Jego maksymalna prędkość to 195 km/h. Studenci pracowali nad nim przez kilkanaście miesięcy.

- W ostatnich latach budowaliśmy motocykle terenowe, w których bardzo istotne jest m.in. zwinność oraz wysoki moment obrotowy na kole zapewniający dynamiczność podczas jazdy. Motocykle szosowe poruszają się w zupełnie innych warunkach, stąd w ich konstrukcji ważniejsza jest optymalna geometria i jak najlepsze rozłożenie masy – opowiada Jerzy Ciesiołkiewicz, prezes koła. – Jeśli się o to nie zadba, motocykl dla kierowcy będzie niesterowalny a opony będą się dużo szybciej zużywać. Dlatego tak ważne dla nas było zaprojektowanie LEM-a nie tylko pod kątem najlepszych osiągów pod względem prędkości, przyspieszenia czy zasięgu. Tyle samo uwagi poświęciliśmy ergonomii kierowcy, aby wsiadając na nasz prototyp elektryczny czuł się jak na seryjnym motocyklu spalinowym. Ogromne znaczenie miało też dla nas bezpieczeństwo i to widać w każdym układzie naszej maszyny.

Jak zapewniają studenci, LEM Photon jest wyposażony w kilkanaście wielostopniowych systemów, które reagują na najmniejszą nieprawidłowość w motocyklu, odcinając dopływ prądu – tak, by kierowca zawsze był bezpieczny.

- A to tylko część rozwiązań, które dają nam pewność, że nie dojdzie do poważniejszej awarii. Np. nasza bateria jest absolutnie szczelna, nie ma dostępu do powietrza. Umieściliśmy w niej także zawór ciśnieniowy. Wszystko to sprawia, że gdyby doszło do jej zapłonu, kierowcy nic by nie groziło – podkreśla Piotr Minta, lider działu konstrukcji.

Wspomniana bateria to od początku do końca autorska konstrukcja studentów składająca się z prawie 644 ogniw o mocy maksymalnej 36 kW, gromadząca ponad 6,2 kWh energii.  – Zastosowaliśmy w niej innowacyjny system łączenia ogniw – dodaje Andrzej Tatarczuk, lider działu elektroniki. -  Dzięki niemu dochodzi do mniejszych strat w przesyle prądu przy jednoczesnym wysyłaniu prądu o wyższej wartości i minimalizowaniu nagrzewania się baterii. Nasz artykuł naukowy, w którym opisaliśmy tę optymalizację, zdobył pierwsze miejsce w konkursie dla zespołów studenckich, organizowanym przez firmę MESco. A to rozwiązanie można z powodzeniem stosować we wszystkich urządzeniach z bateriami elektrycznymi.

Motocykl jest też maksymalnie oczujnikowany. Młodzi konstruktorzy od podstaw zaprojektowali układ telemetryczny składający się m.in. z czujnika ugięcia amortyzatorów, żyroskopu i modułu GPS. – Pozwala nam to na weryfikację przebiegu okrążenia, czyli np. tego, czy kierowca optymalnie pokonuje zakręty i prawidłowo operuje manetką gazu, a także jaki jest zasięg motocykla i dostępna moc w zależności od stopnia naładowania baterii – tłumaczy Kamil Malcherek, lider projektu. – Te dane mogą wpływać na późniejsze analizy zużycia opon, ugięcia zawieszenia czy temperatury wszystkich komponentów.

Autorskie konstrukcje

LEM Photon jest wyposażony w silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o mocy maksymalnej 42 kW. Jest też zasilany w pełni programowalnym falownikiem umożliwiającym m.in. zmianę kształtu charakterystyki mechanicznej napędu, wprowadzenie ograniczenia mocy i prędkości maksymalnej, a także zmianę trybu ze sterowania momentem na sterowanie prędkością.

Studenci od podstaw zaprojektowali także poszycie motocykla z włókna węglowego, a ramę (typu trellis) z trzech rodzajów wysokowytrzymałościowej stali chromowomolibdenowej, co zapewniło maszynie jeszcze lepsze parametry. Jej specjalna geometria i subramy gwarantują odpowiednią sztywność i wytrzymałość konstrukcji.

Autorską konstrukcją jest również tylne zawieszenie pojazdu – oparte na systemie dźwigni. Niektóre jego elementy studenci wykonali z aluminium lotniczego, by zmniejszyć masę motocykla.

Reprezentant Polski w barwach PWr

Za kierownicą Photona na hiszpańskim torze zasiądzie Krzysztof Borys – 20-letni wrocławian i reprezentant Polski, który może się już pochwalić sporymi sukcesami sportowymi. To m.in. wicemistrz Polski SSP300 i dwukrotny zdobywca Pucharu Polski: w klasach Stock Moto 3 i Open Moto 3.

- Dużo czasu i zaangażowania włożyliśmy w to, by kierowca czuł się jak najlepiej na LEM-ie – opowiada Albert Iwanicki, lider działu mechaniki. – Dlatego zanim zaczęliśmy projektowanie, zaprosiliśmy Krzyśka na testy ergonomii. Usiadł w specjalnie skonstruowanym przez nas stanowisku i oceniał np. czy woli kierownicę wyżej czy niżej, czy poduszki są odpowiednie, a może trzeba zmienić szerokość itp. Pożyczyliśmy też jego prywatny motocykl na dwa tygodnie i wykonaliśmy skan 3D, by móc porównać do niego LEM-a.

W czasie pracy nad pojazdem studenci działali w swoim garażu i korzystali z laboratoriów i sprzętu dostępnego w kampusie PWr – m.in. wykonując testy wytrzymałościowe niektórych komponentów, frezując i tocząc bardziej skomplikowane części motocykla czy sprawdzając LEM-a na profesjonalnej hamowni w GEO-3EM.

Gotowy pojazd testowali na torach w Starym Kisielinie i w Poznaniu. Jak podkreślają, wyniki są bardzo zadowalające. – Nie ukrywamy, że mimo debiutu w tych zawodach mierzymy w podium – zaznacza Jerzy Ciesiołkiewicz. – Wierzymy w dobry wynik nie tylko ze względu na rezultaty dni testowych, ale także w związku z dużym doświadczeniem, jakie zebraliśmy z poprzednimi Lekkimi Motocyklami Elektrycznymi. Celujemy też w nagrodę dla Rookie Team, czyli najlepszego zespołu debiutującego na zawodach.

Cztery dni zawodów

Zawody Moto Student zaczną się 15 lipca i potrwają do 18. Zostaną rozegrane przy restrykcyjnych obostrzeniach związanych z aktualną sytuacją epidemiczną – m.in. poszczególne zespoły będą musiały poruszać się wyłącznie w wyznaczonych dla nich strefach, by nie mieszać się z innymi teamami.

W konkursie weźmie udział 70 studenckich zespołów pochodzących z czterech kontynentów (z czegp 46 przyjedzie z elektrycznymi motocyklami). Czekają ich – poza kulminacyjnym wspólnym wyścigiem – także m.in. punktowane prezentacje techniczne i biznesowe, testy przyspieszenia, hamowania przy prędkości 80 km/h i tzw. rain test (czyli polewanie motocykla wodą w celu sprawdzenia jego szczelności i bezpieczeństwa pod kątem ewentualnych przebić prądu). Suma punktów z tych zadań złoży się na ostateczny wynik i wyłoni zwycięzców.

Zespół, który zbudował LEM-a Photona, tworzy 40 studentów – głównie Politechniki Wrocławskiej, ale także kilku innych uczelni z naszego miasta. Koło Naukowe Pojazdów i Robotów Mobilnych działa od 2011 r. i zaczynało od konstruowania pojazdów autonomicznych. Od 2013 r. buduje motocykle elektryczne. Na swoim koncie jego członkowie mają m.in. skutery do rozwożenia żywności, rowery elektryczne, pojazdy policyjne i motocykle terenowe typu motocross, a także masę nagród przywiezionych z zawodów w Barcelonie.

Więcej o zespole na jego stronie internetowej i profilu na Facebooku.

Lucyna Róg