مجموعة من الطلاب من مدرسة في دبي يصنعون ضجة قبل نهائيات مسابقة الفورمولا 1 في المدارس™ في الإمارات العربية المتحدة من خلال آلة سباق مصغرة تجمع بين الهندسة الذكية وإلهام السباق في العالم الحقيقي.
تعتبر سيارتهم، التي صممها وبناها بالكامل فريق الطلاب المعروف باسم فريق المؤسسين، معجزة ديناميكية هوائية أنيقة، وقد تم بناؤها لشيء واحد - السرعة، التي تصل إلى 80 كيلومترًا في الساعة.
طُوِّرَت سيارة الفريق وفقًا للمعايير الصارمة لمسابقة فورمولا 1 في المدارس™، وهي تعمل بخرطوشة ثاني أكسيد الكربون واحدة سعة 8 غرامات. عند إطلاقها، تقطع مسارًا بطول 20 مترًا في ثانية واحدة فقط.
شاركت حنان علي، رئيسة قسم المشاريع في فريق المؤسسين، وهو فريق مكون من ستة أعضاء، رؤى حول عملية التصميم الخاصة بالفريق، بينما يستعدون للمسابقة الدولية في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.
قال طالب الصف الثاني عشر في مدرسة جيمس فاوندرز - البرشاء: "تبلغ أبعاد السيارة حوالي ٢٠٩ ملم طولًا، و٦١ ملم عرضًا، و٧٠ ملم ارتفاعًا، وفقًا للوائح. كما يبلغ وزن السيارة ٥٠.١ غرامًا، وهو ما يزيد قليلاً عن الحد الأدنى للوزن".
كانت العوامل الرئيسية التي أثرت على تصميم سيارتنا هي تقليل مقاومة الهواء، وتقليل الاحتكاك في نظام العجلات، والثبات العام. استلهمنا من الطبيعة - وتحديدًا الشكل الانسيابي للنسر - بالإضافة إلى فوز فرق فورمولا 1 في المدارس ورياضات السيارات الواقعية مثل فورمولا 1 وناسكار.
لتجسيد فكرتهم، لجأ الفريق إلى أدوات احترافية. صُممت السيارة بالكامل باستخدام Fusion 360، وهي منصة برمجية قوية للتصميم بمساعدة الحاسوب/التصنيع بمساعدة الحاسوب ثلاثية الأبعاد، تُستخدم على نطاق واسع في قطاع الهندسة. ثم أجروا عمليات محاكاة باستخدام Ansys CFD، وهي أداة رائدة في ديناميكيات الموائع الحسابية، مما ساعدهم على ضبط الخصائص الديناميكية الهوائية للسيارة بدقة.
قال هانان: "زودتنا Ansys ببيانات واقعية للغاية. وبفضل توجيهات مهندسي NIO، تمكنا من التعامل مع عمليات محاكاة معقدة وتحسين تصميمنا بما يتوافق مع المعايير الاحترافية."
في عملية التصنيع، التزم الفريق بلوائح المنافسة بتشكيل هيكل السيارة من رغوة البولي يوريثان. ولتحسين الأداء بشكل أكبر، استخدموا محامل سيراميكية، مما وفّر مقاومة دوران أقل مقارنةً بالخيارات التقليدية. ولكن ما يميز هذه السيارة حقًا هو "نظام المحامل المزدوج".
قال هانان: "نستخدم محملين مختلفين لكل عجلة - أحدهما بين المحور والعجلة، والآخر بين المحور والدعامة. هذا يُقلل بشكل كبير من فقدان الطاقة ويُحسّن وقت السباق. إنها أكثر ميزاتنا ابتكارًا حتى الآن."
كان التجميع دقيقًا تمامًا كدقة مرحلتي التصميم والتصنيع. استخدم الفريق أدوات محاذاة مخصصة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لضمان وضع كل شيء في مكانه الصحيح. كما قاموا بجولات متعددة من الصنفرة والطلاء واللصق لإنشاء سيارة تبدو سريعة الحركة.
قال هانان: "استغرقت كل خطوة أيامًا من التحسين. إن تحقيق التوازن المطلوب، والسلاسة، والامتثال للوائح التنظيمية لا يقتصر على الجانب الجمالي فحسب؛ بل يؤثر بشكل مباشر على السرعة والأداء".
أثناء اختبار سيارتهم في حلبة مرسى ياس، أتيحت للفريق فرصة نادرة لتجربة ابتكارهم على حلبة سباق رسمية تابعة لمبادرة فورمولا 1 في المدارس™. لم تُثبت هذه التجربة جدارة عملهم الهندسي فحسب، بل ربطتهم أيضًا بخبراء ومسؤولين محليين.
"كان الاختبار في ياس مارينا أحد أبرز الأحداث، ليس فقط من حيث التحقق من الأداء، ولكن أيضًا بسبب التعليقات والتشجيع المذهل الذي تلقيناه."
لم تكن الرحلة خالية من التحديات. فإتقان الأدوات القياسية في الصناعة، وضمان دقة القياسات، والابتكار ضمن قواعد منافسة صارمة، تطلب جهدًا دؤوبًا وقدرة على التكيف.
قال هانان: "كل جزء من المليمتر مهم. كان علينا الابتكار باستمرار لنبقى ملتزمين بالمعايير ومنافسين."