Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Far, søn bånd over konstruktion af en rekordstor roadster

Wirths' fuldt monterede racerbil står parkeret på Bonneville Salt Flats racerbanen i Utah, hvor de hvert år konkurrerer om at sætte landhastighedsrekorder i deres veteranbilklasse. Kredit:Joel Wirth

Sandia National Laboratories leder Joel Wirth, uddannet maskiningeniør, undersøgte et problem med sin bil. Vægten var for langt tilbage, lavede bilen fiskehale, når han kørte den hurtigere end 200 mph.

I de sidste otte år, han har arbejdet efter timer i sin hjemmegarage med sin besætningschef - sin far, Jack Wirth, en pensioneret elektroingeniør fra Sandia. Sammen, de har bygget en af ​​de hurtigste 1927 Model T roadstere i verden.

At bygge bilen er mere end et tidsfordriv. Det er øvelse. Joel Wirth arbejder på bilen for at fordybe sig i den slags udfordringer, hans team håndterer hver dag, når de designer nationale sikkerhedsteknologier. Jack Wirth, 83, og en tidligere leder selv, bruger bilen til at skærpe sine færdigheder og forblive aktiv.

Den måde, de arbejder sammen på, er modelleret efter arbejde hos Sandia. Racer med bilen behandles som et eksperiment:de indsamler data, analysere det for problemer, og lav derefter forbedringer i lavsæsonen.

De har finjusteret deres køretøj på denne måde i årevis. Når bilen havde brug for mere trækkraft, de monterede en vinge bag cockpittet for at trykke ned på baghjulene. Da de lagde mærke til bilen fiskehale ved høje hastigheder, de byggede en lodret finne for at holde den lige.

Derefter, i slutningen af ​​hver sommer, Joel Wirth spænder sig fast i bilen – som bevæger sig hurtigere end et lille fly – og gør sig klar til næste eksperiment.

Ingeniør jagter rekord på Bonneville Speedway

I august 2018, Joel Wirth skubbede sin bil op til startlinjen ved Bonneville Salt Flats, en gammel lakebed-drejet speedway i Utah, med øjnene indstillet på at slå hastighedsrekorden for sin bilklasse under Bonnevilles årlige Speed ​​Week-begivenheder.

På trods af at være klassificeret som en veteranbil, alt ved Wirths' bil er moderne og det meste af det håndlavet, inklusive brændstofindsprøjtning, turboladet motor, to indbyggede computere (en til at styre motoren og en til at logge data) og den lange, smal, kongeblå krop, der sidder lavt til jorden.

"Jeg blev forelsket i land-speed racing i Bonneville, fordi for mig personligt, det handlede om at slå en standard – uret – gennem det bedste design, jeg kunne skabe, " sagde Joel Wirth.

Ørkenen kan nemt overstige 100 grader, og Wirth var iført en 50-punds branddragt for sikkerheds skyld. For at forblive cool, han havde ændret motorens kølesystem til at køre igennem hans dragt, køle sine lange underbukser.

En embedsmand vinkede ham frem, og Wirth rullede sin fod på gassen.

"Du er bare en del af udstyret på det tidspunkt, " han sagde.

Det tog ham omkring 60 sekunder at nå tophastigheden.

Ved 100 mph, Wirth skiftede ud af første gear.

Kredit:Sandia National Laboratories

Ved 220 mph, femte gear, han var stadig i gang med at opbygge momentum, da milemarkører blinkede forbi. Wirths bil har åbent cockpit, så under tidskørsler slår vinden hans hjelm rundt. "Men hvis bilen er designet og bygget rigtigt, det går godt, sagde han. Ellers kørsel er en håndfuld."

Efter fem miles, Wirth nåede slutningen af ​​banen og udsatte en faldskærm for at bremse. Hans far kørte over for at hente ham og analysere løbeturen.

Et stænk vand på siden af ​​bilen fangede deres øjne. Motoren lækkede kølervæske. kender ikke årsagen, de vejede risikoen ved at tage bilen ud for en anden tur. Hvis kølesystemet overtryk, det kan eksplodere og overhælde Wirth med kogende varmt vand. Derfor branddragten.

De sagde op. Joel Wirths tophastighed:255 mph. The Southern California Timing Association rekord:257 mph.

Engineering en følelsesmæssig tiltrækning til racing

Den første dag, far og søn nogensinde så løb sammen ved saltsletterne, for ni år siden, det var ikke hastigheden, der fangede deres interesse. De endte med at snakke hele den dag om aerodynamik, termodynamik, downforce, vægt og balance. De filosoferede over motordesign, debatteret om dækhåndtering og i slutningen af ​​mødet, Joel Wirth vendte sig mod sin far og sagde:"Jeg tror, ​​jeg vil gøre det her."

"Jeg forstår hvorfor " sagde Jack Wirth.

Sandia National Laboratories' Joel Wirth, venstre, og hans far og laboratoriepensionisten Jack Wirth står ved siden af ​​deres afmonterede roadster i Joel Wirths hjemmegarage. Mellem løbssæsonerne, bilen gennemgår omfattende reparationer. Kredit:Rebecca Gustaf

Det tog dem først halvandet år, arbejder næsten dagligt, at demontere en nedlagt racerbil og genopbygge den til funktionsdygtig stand. Nu, de fokuserer på at rette relativt små fejl, inklusive den defekte pakning, der spolerede deres 2018-løb.

"Vi bliver ved med at arbejde på at forbedre os. Det er bundlinjen, " sagde Joel Wirth, tilføjer, at de tekniske udfordringer ved deres hobby er et følelsesmæssigt trækplaster.

Da han opdagede, at en diagnostisk sensor påvirkede bilens ydeevne negativt, han var nødt til at lære sig selv kemi for at forstå reaktionen inde i den, der forårsagede problemet. Når han er presset på tid eller penge, han træffer kritiske beslutninger om, hvilke problemer der skal løses, og hvilke der skal tages til en anden dag.

Disse oplevelser, Wirth siger, hjælpe ham med at reflektere over de menneskelige faktorer inden for ingeniørarbejde – ikke kun de mekaniske – og føle empati med hans Sandia-team, der står over for lignende udfordringer.

Jack Wirth er blevet gribende bevidst om logistik og behovet for at holde driften enkel. Han er ikke kun sønnens besætningschef - til tider er han hele besætningen. Transport af bilen og alt det udstyr, de skal bruge til et løb, kræver omhyggelig planlægning, og nogle gange betyder det at få hjælp fra venlige, støttende medlemmer af deres racersamfund.

The Wirths vendte tilbage til Bonneville i september 2019 for World of Speed, et år efter at komme op bare genert af rekorden. Denne gang, bilen fungerede perfekt. Mens hans hylende motor drejede hovederne hen over lejlighederne, Joel Wirth vidste, før han overhovedet havde afsluttet løbet, at han havde kvalificeret sig til en ny rekord.

Hans hastighed:274 mph, smadre den tidligere rekord med 17 mph, hvilket var et overraskende spring i et samfund, der normalt ser rekorder sat med mindre marginer, især når de er sat af folk, der arbejder i en garage. Embedsmænd tjekkede bilen for overholdelse, og næste dag lavede Wirths et andet løb. Endnu hurtigere:278. Rekorden observeret af Southern California Timing Association er gennemsnittet af begge løb, 276,7 mph.

Til Joel Wirth, den mere betydningsfulde bedrift er, hvad han og hans far gjorde sammen.

"Det er en fantastisk mulighed for at opbygge et særligt forhold til din far."