science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Vader, zoon band over engineering van een recordbrekende roadster

De volledig geassembleerde raceauto van de Wirths staat geparkeerd op de Bonneville Salt Flats-racebaan in Utah, waar ze elk jaar strijden om snelheidsrecords over land in hun oldtimerklasse. Krediet:Joel Wirth

Sandia National Laboratories-manager Joel Wirth, een werktuigbouwkundige van opleiding, bestudeerde een probleem met zijn auto. Het gewicht was te ver naar achteren, waardoor de auto visstaart wanneer hij sneller dan 200 mph reed.

De afgelopen acht jaar heeft hij heeft buiten werktijd in de garage van zijn huis gewerkt met zijn bemanningsleider - zijn vader, Jack Wir, een gepensioneerde elektrotechnisch ingenieur uit Sandia. Samen, ze hebben een van de snelste Model T-roadsters uit 1927 ter wereld gebouwd.

Het bouwen van de auto is meer dan een tijdverdrijf. Het is de praktijk. Joel Wirth werkt aan de auto om zich onder te dompelen in het soort uitdagingen waarmee zijn team elke dag te maken krijgt bij het ontwerpen van nationale veiligheidstechnologieën. Jack Wir, 83, en een voormalig manager zelf, gebruikt de auto om zijn vaardigheden aan te scherpen en actief te blijven.

De manier waarop ze samenwerken is gemodelleerd naar het werk bij Sandia. Racen met de auto wordt behandeld als een experiment:ze verzamelen gegevens, analyseer het op problemen en ga vervolgens verbeteringen aanbrengen tijdens het laagseizoen.

Ze hebben hun voertuig jarenlang op deze manier gefinetuned. Toen de auto meer tractie nodig had, ze monteerden een vleugel achter de cockpit om de achterwielen naar beneden te duwen. Toen ze merkten dat de auto met hoge snelheden aan het vissen was, ze bouwden een verticale vin om het recht te houden.

Vervolgens, aan het einde van elke zomer, Joel Wirth bindt zich vast in de auto - die sneller gaat dan een klein vliegtuig - en maakt zich klaar voor het volgende experiment.

Ingenieur jaagt record op Bonneville Speedway

In augustus 2018, Joel Wirth duwde zijn auto naar de startlijn bij de Bonneville Salt Flats, een oude, omgebouwde speedway in Utah, met zijn ogen gericht op het verbreken van het snelheidsrecord voor zijn autoklasse tijdens Bonneville's jaarlijkse Speed ​​Week-evenementen.

Ondanks dat het geclassificeerd is als een oldtimer, alles aan de auto van Wirths is modern en het meeste is handgemaakt, inclusief de brandstofinjectie, turbomotor, twee boordcomputers (één om de motor aan te sturen en één om data te loggen) en de lange, smal, koningsblauw lichaam dat laag bij de grond zit.

"Ik werd verliefd op het racen op landsnelheid in Bonneville omdat, voor mij persoonlijk het ging allemaal om het verslaan van een standaard - de klok - door het beste ontwerp dat ik kon maken, ' zei Joël Wirth.

De woestijn kan gemakkelijk 100 graden overschrijden, en Wir droeg voor de veiligheid een brandweerpak van 50 pond. Om koel te blijven, hij had het koelsysteem van de motor aangepast om door zijn pak te lopen, het koelen van zijn lange onderbroek.

Een ambtenaar wuifde hem naar voren, en Wir rolde zijn voet op het gas.

"Je bent op dat moment gewoon een deel van de apparatuur, " hij zei.

Het kostte hem ongeveer 60 seconden om de topsnelheid te bereiken.

Bij 100 mph, Wir schakelde uit de eerste versnelling.

Krediet:Sandia National Laboratories

Bij 220 mph, vijfde versnelling, hij bouwde nog steeds momentum op terwijl mijlmarkeringen voorbij flitsten. Wir's auto heeft een open kuip, dus tijdens tijdritten slaat de wind zijn helm om. "Maar als de auto goed is ontworpen en gebouwd, het gaat goed, "zei hij. "Anders, rijden is een handvol."

Na vijf mijl, Wir bereikte het einde van het parcours en zette een parachute in om af te remmen. Zijn vader reed naar hem toe om hem op te halen en de run te analyseren.

Een plons water aan de zijkant van de auto trok hun aandacht. De motor lekte koelvloeistof. De oorzaak niet kennen, ze wogen de risico's af van het nemen van de auto voor een tweede run. Als het koelsysteem te veel onder druk komt te staan, het kan exploderen en Wir met kokend heet water doven. Vandaar het brandweerpak.

Ze stopten ermee. Joel Wirth's topsnelheid:255 mph. Het record van de Southern California Timing Association:257 mph.

Engineering een emotionele aantrekkingskracht op racen

De eerste dag dat vader en zoon samen naar races keken op de zoutvlakte, negen jaar geleden, het was niet de snelheid die hun interesse trok. Ze praatten de hele dag over aerodynamica, thermodynamica, neerwaartse kracht, gewicht en balans. Ze filosofeerden over motorontwerp, gedebatteerd over bandenbeheer en aan het einde van de bijeenkomst, Joel Wirth wendde zich tot zijn vader en zei:"Ik denk dat ik dit wil doen."

"Ik begrijp waarom, ' zei Jack Wirth.

Joel Wirth van Sandia National Laboratories, links, en zijn vader en labs gepensioneerde Jack Wirth staan ​​naast hun gedemonteerde roadster in de garage van Joel Wirth. Tussen de raceseizoenen door, de auto ondergaat uitgebreide reparaties. Krediet:Rebecca Gustaf

Het kostte hen aanvankelijk anderhalf jaar, bijna dagelijks werken, om een ​​vervallen raceauto te ontmantelen en weer in werkende staat op te bouwen. Nutsvoorzieningen, ze richten zich op het oplossen van relatief kleine gebreken, inclusief de defecte pakking die hun run van 2018 verpestte.

"We blijven werken aan verbetering. Dat is de bottom line, "Joel Wirth zei:eraan toevoegend dat de technische uitdagingen van hun hobby een emotionele aantrekkingskracht zijn.

Toen hij ontdekte dat een diagnostische sensor de prestaties van de auto negatief beïnvloedde, hij moest zichzelf scheikunde leren om de reactie erin te begrijpen die het probleem veroorzaakte. Als hij tijd of geld nodig heeft, hij neemt cruciale beslissingen over welke problemen hij moet oplossen en welke hij voor een andere dag moet verlaten.

Deze ervaringen, Wir zegt, hem helpen na te denken over de menselijke factoren van engineering - niet alleen de mechanische - en mee te voelen met zijn Sandia-team dat voor soortgelijke uitdagingen staat.

Jack Wirth is zich scherp bewust geworden van logistiek en de noodzaak om de operaties eenvoudig te houden. Hij is niet alleen de bemanningsleider van zijn zoon, soms is hij de hele bemanning. Het vervoeren van de auto en alle uitrusting die ze nodig hebben voor een race vereist een zorgvuldige planning, en soms betekent het hulp inroepen van vriendelijke, ondersteunende leden van hun racegemeenschap.

De Wirths keerden in september 2019 terug naar Bonneville voor World of Speed, een jaar na het opduiken gewoon verlegen van het record. Deze keer, de auto werkte perfect. Terwijl zijn huilende motor de hoofden over de flats draaide, Joel Wirth wist nog voordat hij de race uit was, dat hij zich had gekwalificeerd voor een nieuw record.

Zijn snelheid:274 mph, het vorige record verbreken met 17 mph, wat een verrassende sprong was in een gemeenschap die normaal gesproken records ziet met kleinere marges, vooral wanneer ze zijn ingesteld door mensen die vanuit een huisgarage werken. Ambtenaren controleerden de auto op naleving, en de volgende dag maakten de Wirths een tweede run. Nog sneller:278. Het record van de Southern California Timing Association is het gemiddelde van beide runs, 276,7 km/u.

Aan Joel Wirth, de belangrijkste prestatie is wat hij en zijn vader samen hebben gemaakt.

"Het is een geweldige kans om een ​​speciale band met je vader op te bouwen."