Na długo zanim latem 2021 roku Audi zaprezentowało model RS Q e-tron, zespół inżynierów sportowych czterech pierścieni uczestniczył w Rajdzie Dakar. W centrum ich przemyśleń i prac nad wyrafinowaną koncepcją bezpieczeństwa, które podjęli po powrocie, znalazło się wtedy ryzyko związane z wyścigami terenowymi.
Od bezpieczeństwa elektrycznego systemu wysokiego napięcia, po optymalną ochronę pasażerów w razie wypadku – dział projektowy sprostał wielu wyzwaniom.
Podstawowa konstrukcja nośna, a jednocześnie struktura bezpieczeństwa Audi RS Q e-tron, to rama rurowa. Zgodnie z przepisami, konstrukcja ta musi być wykonana z metalu. Audi zdecydowało się na używaną również w przemyśle lotniczym żaroodporną, stopową, hartowaną stal, zawierającą chrom, molibden i wanad (CrMoV). Rurowa rama odpowiada geometrii zdefiniowanej w przepisach i spełnia wymagania statycznych testów ciśnieniowych. Panele z materiałów kompozytowych w przestrzeniach między ramami, to dodatkowa ochrona kierowcy i pilota.
Elementy te, wykonane z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP), częściowo uzupełnione odpornym na rozerwanie Zylonem, zapobiegają wbiciu się ostro zakończonych przedmiotów (np. ostrych skał). Chronią też kierowcę i pilota przed problemami płynącymi z ewentualnej awarii systemu wysokiego napięcia. „W projekcie strukturalnym ramy wykorzystano metody i odkrycia, które doskonaliliśmy przez dziesięciolecia” – mówi Axel Löffler, główny projektant RS Q e-tron. Były to m.in. projekty ram rurowych samochodów jeżdżących w serii DTM (2004 do 2011), podwozia z blachy stalowej stosowane w rallycrossie (2017 do 2018) oraz wnętrza kabin typu monocoque wykonane z CFRP i stosowane w samochodach sportowych LMP (1999 do 2016), w samochodach turystycznych DTM (2012 do 2020) i w bolidach Formuły E (2017 do 2021).
Audi RS Q e-tron, safety concept
Karoseria Audi RS Q e-tron wykonana jest z CFRP, kevlaru i konstrukcji kompozytowej, które w niektórych obszarach mają strukturę plastra miodu. Aby zapewnić wysoką odporność na zarysowania, zamontowano tu przednią szybę z ogrzewanego szkła laminowanego rodem z Audi A4, natomiast szyby boczne wykonano z lżejszego poliwęglanu. By kierowca i pilot czuli większy komfort w czasie jazdy, ich pole widzenia jest zwiększone do maksimum. Zastosowano też najlepsze uszczelnienia przeciwpyłowe. Kierowca i pilot siedzą w skorupach typu monocoque zrobionych z CFRP. Ich konstrukcja jest podobna do tej z DTM i LMP. Jedną z nielicznych różnic jest wymagana przez przepisy odkształcalność w obszarze ramion. Wszystkie skorupy foteli są identyczne, a wkładki z pianki i nadmuchiwane siedziska foteli dostosowane do każdego ciała indywidualnie, doskonale absorbują uderzenia.
Audi RS Q e-tron, safety concept: high-voltage battery
System wysokiego napięcia napędu elektrycznego z jego przetwornikiem energii wymaga zwiększonej, wieloetapowej ochrony. Obudowa centralnie umieszczonego akumulatora wysokiego napięcia składa się ze struktur CFRP, z których część jest wzmocniona Zylonem. Ochrona od spodu jest bardzo złożona. W off-roadzie podwozie jest zespołem poddawanym ekstremalnym obciążeniom, takim jak wysokie wyskoki, kamienie i duże kąty natarcia, czy zjazdu. Zatem najniższa warstwa ochrony podwozia to aluminiowa płyta. Jest ona odporna na uderzenia czy przytarcia przez twarde przedmioty i częściowo pochłania ich energię. Znajdująca się powyżej pianka pochłaniająca energię absorbuje uderzenia i przekazuje je do znajdującej się powyżej struktury warstwowej. Ta trzecia struktura chroni akumulator wysokiego napięcia i zbiornik na benzynę. Struktura warstwowa CFRP, tzw. sandwich, spełnia dwa główne zadania: pochłania obciążenie powierzchniowe, które poprzez piankę jest przekazywane z płyty aluminiowej oraz rozprasza energię, gdy obciążenie powierzchniowe zostanie przekroczone (mocne uderzenie, zgniecenie powierzchni). Kontrolowane odkształcenie chroni wtedy znajdujący się powyżej akumulator. W przypadku poważnego uszkodzenia, cały zespół może być łatwo wymieniony podczas wieczornego serwisu po zakończeniu etapu.
Audi RS Q e-tron, safety concept: underbody
Podwozie z potrójną ochroną ma w sumie 54 milimetry grubości. „Taka konstrukcja to najlepszy przykład transferu naszej wiedzy i doświadczeń z toru wyścigowego do rajdów typu cross-country” – mówi Axel Löffler. „Podobieństwa obu tych dyscyplin sportu motorowego widać też na przykład w obciążeniach podwozia i zawieszenia. Co prawda w terenie energia jest wyższa ze względu na długi skok zawieszenia, czas trwania obciążenia i masę pojazdu, ale zmierzone siły g są podobne do tych, jakie występują w prototypach Le Mans.”
Koncepcja ochrony systemu wysokiego napięcia w Audi RS Q e-tron uzupełniona jest również o znany z LMP i Formuły E tzw. monitor ISO, wykrywający niebezpieczne zakłócenia w przepływie prądu. W przypadku maksymalnego obciążenia kinetycznego, np. podczas kolizji, system napędowy wyłącza się automatycznie powyżej ustalonej wartości progowej. Lampki kontrolne na karoserii oraz sygnał dźwiękowy służą jako ostrzeżenia o niebezpieczeństwie dla świata zewnętrznego – na przykład po wypadku. Pasażerów, w ekstremalnych sytuacjach chronią dodatkowo optymalna izolacja systemu przed wodą podczas przepraw przez rzekę oraz nieprzewodzący elektryczności środek gaśniczy w pokładowym systemie gaśniczym. Cały zespół, łącznie z kierowcami i pilotami oraz ekipy ratownicze organizatora, przeszły wcześniej szkolenie z zakresu wysokich napięć.
Na bezpieczeństwo uczestników rajdu wpływają też regulacje i urządzenia dostarczone przez organizatorów. Dzięki systemowi śledzenia i dzięki przyciskowi SOS, osoby znajdujące się w pojeździe mogą wezwać pomoc i szybko zostać odnalezione. Rejestrator wypadków zapisuje najważniejsze mierzone zmienne do późniejszej analizy. Kamera pokładowa pokazuje, co dzieje się w kokpicie. System Sentinel czyni bezpieczniejszym wyprzedzanie w piaskach i kurzu pustyni. Przepisy ograniczają również prędkość maksymalną w kategorii T1 do 170 km/h.
Dzięki takiemu holistycznemu podejściu, Audi plasuje się w gronie jednego z pionierów bezpieczeństwa w sportach motorowych, również na pustyni. Kierowcy fabryczni Audi: Stéphane Peterhansel, Carlos Sainz i Mattias Ekström oraz ich piloci Edouard Boulanger, Lucas Cruz i Emil Bergqvist, mogą w ten sposób cieszyć się nie tylko modelem RS Q e-tron – najbardziej innowacyjnym prototypem w rajdach cross-country, ale także maksymalnym bezpieczeństwem podczas całej imprezy rajdowej.
