От багги до беспилотника
«Формула Студент» – это масштабное соревнование родом из США. Можно сказать, что началось оно с весёлых заездов на сделанных из газонокосилок багги, гонки на которых ради развлечения устроили студенты трех американских вузов. Это дело очень сильно понравилось профессору Хьюстонского университета Марку Маршеку. Вместе с Обществом Автомобильных Инженеров США он решил сделать активность более масштабной.
И у него получилось: в 1978-м году на базе Хьюстонского университета были проведены первые соревнования, которые и стали прообразом современной «Формулы Студент». Это, кстати, европейское название, в Америке её называют Formula SAE. Шли годы, студенческая «Формула» становилась популярнее, и в 1998-м году в Великобритании начали проводить европейские соревнования по тому же самому регламенту.
Ну а к сегодняшнему дню в заездах «Формулы Студент» участвуют команды сотен различных университетов из десятков стран мира. В Европе самыми престижными этапами считаются этапы в Германии (на стадионе «Хоккенхаймринг», где проходит Гран-при ФРГ по F1, между прочим!), Италии и Англии. В последней всё тоже происходит на очень знаковом для поклонников большой «Формулы 1» месте – на трассе возле деревни Сильверстоун. Здесь обычно проводят Гран-при Великобритании. Также существуют не включённые в официальную серию соревнования. В Европе это Испания, Венгрия, Эстония и Финляндия.
Перед стартом на Formula Student Germany 2016
Помимо болидов с двигателями внутреннего сгорания, с которых когда-то всё и начиналось, теперь в «Формуле Студент» есть и соревнования и в других классах. Например, на болидах с гибридными и электрическими двигателями и даже на беспилотных автомобилях. Но старые добрые ДВС, конечно, пока по-прежнему остаются самыми популярными.
Российские вузы не остаются в стороне от международного движения. Свои команды есть у МГТУ им. Баумана, РУДН, МАДИ, МАМИ, Московского и Санкт-Петербургского политехнических университетов, на соревнования приезжают ребята из Тюмени, Тольятти, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода и других городов. Ну а всего на просторах нашей необъятной родины существует более 20-ти команд, участвующих в соревнованиях «Формулы Студент». Не все пока могут строить новый болид каждый год, поскольку нужно не только много сил и времени, но и финансов: всё удовольствие обходится в сумму от 5-6 до 10 миллионов рублей. Но именно у команды «Бауманки» это пока успешно получается.
Член команды Bauman Racing Team в заезде на стадионе «Хоккенхаймринг»
Более того, с недавних пор существует и российский этап «Формулы Студент», который, правда, тоже не входит в квалификационную серию.
Регламент превыше всего
Чем же отличается «Формула Студент» от «Формулы 1»? Прежде всего тем, что это не коммерческий, а образовательный проект. Все участники команды (включая даже гонщиков) обязательно должны быть студентами. Во-вторых, непосредственно сама гонка – это лишь малая часть соревнований, во главу всего ставится инженерно-конструкторская составляющая. Ключевая идея здесь в том, что каждая команда – это конструкторское бюро, которое должно разработать, построить и испытать в ходе ряда тестов непрофессиональный автомобиль формульного типа.
Есть свод священных правил – технический регламент, от которого ни в коем случае нельзя отступать. Согласно ему, например, объем двигателя болида не может превышать 710 кубических сантиметров, определённым образом должны быть сконструированы рама и монокок, ограничена площадь рестриктора и так далее. Сделано это не для того, чтобы усложнить жизнь студентам, а для того, чтобы создать условия максимальной безопасности для гонщиков. За четыре десятилетия существования «Формулы Студент» не было ни одного несчастного случая со смертельным исходом.
Карбоновый остов
Кроме того, отличается и сам характер гонок. Болиды «Формулы Студент» более компактные и поворотливые, радиусы на трассах достаточно небольшие. Ограничений на количество цилиндров в двигателях нет, но, учитывая прочие вводные, нет такого, что непременно побеждают, скажем, четырехцилиндровые. Напротив, зачастую более рационально использовать 1 или 2 цилиндра. Возможно, болид и не придет к финишу самым первым, но зато наберет дополнительные баллы на испытании экономичности двигателя.
Кстати, вы же уже догадались, что в тренде здесь двигатели от спортивных мотоциклов? Пусть «лошадок» у них по паспорту и не много, но при среднем весе болида в 190-250 кг они легко разгоняют авто до сотни и более за 3-4 секунды.
Соревновательная часть «Формулы Студент» состоит из нескольких статических и динамических дисциплин. В число первых входят презентация бизнес-плана автомобиля, дизайн-презентация и обоснование экономической эффективности проекта. Они могут принести команде до 75, 150 и 100 баллов соответственно. Динамическая часть состоит ещё из пяти тестов: разгон (максимум – 100 баллов), управляемость (75), автокросс (125), топливная экономичность (100) и непосредственно сама гонка, за которую можно получить до 275 баллов. Максимально возможное количество очков за все дисциплины – 1000, но такое количество, конечно, никто никогда не набирает.
Гораздо больше, чем просто учебный проект
Команда «Формулы Студент» в МГТУ им. Н. Э. Баумана существует пять лет. Прямо в год создания Bauman Racing Team ребята смогли сконструировать свой первый болид BRT-1, и отправились с ним в Италию. Не победили (с первого раза вообще мало у кого получается занять призовые места), но показали себя достойно и получили бесценный опыт. С тех пор так и следуют концепции «новый год – новый автомобиль» и продолжают регулярно участвовать в квалификационных и неквалификационных этапах «Формулы Студент».
Команда большая: как правило, в основном составе трудится порядка 50 человек. Здесь есть свой капитан, главный инженер, руководители отделов, занимающихся определенными частями болида. Например, подвеской или тормозной системой. Разумеется, дело не обходится и без гуманитарной поддержки – в Bauman Racing Team есть немало задач для экономистов, менеджеров и PR-специалистов. Фактически занятие легко найдётся для учащегося любого факультета.
Часть команды Bauman Racing Team (слева направо): Александр Коломиец (подвеска), Сергей Ванский (несущие системы и сварные конструкции), Иван Борисенко (силовые установки)
Создание гоночного болида – дело не только увлекательное, но и полезное. Многие студенты защищают курсовые или даже дипломные работы именно по этому проекту. А выпускники МГТУ, которые 5 лет назад основали команду «Формулы Студент», теперь благополучно закончили обучение пошли дальше: именно они сейчас занимаются созданием серийного родстера «Крым». Уже существует рабочий прототип будущего авто, на подходе второй, да и в целом серийное производство совсем не за горами. Причём на мировой арене аналогов такого нет. Безусловно, многие ныне повзрослевшие участники «Формулы Студент» трудоустроились в BMW, Audi и другие солидные автомобильные компании, но проектов подобных «Крыму» не было ни у кого из них.
В начале каждого нового учебного года в Bauman Racing Team проводят рекламную кампанию среди студентов-первокурсников. Команда пополняется десятками новых членов, к концу года остаются лишь самые трудолюбивые и нацеленные на результат. А на следующий год именно они становятся наставниками для новых первокурсников. Поскольку участвовать в соревнованиях могут только действующие студенты, то костяк команды должен постоянно обновляться.
Когда этапы проектирования и создания болида закончены, и сам он благополучно испытан, то его размещают в специальном грузовом автомобиле, а команду – в передвижной лаборатории. Именно так в составе 25-30 человек Bauman Racing Team отправляется на соревнования в Европу. Самое сложное – пройти таможню. Проблемы случаются даже тогда, когда с документами на технику и машину всё в порядке. Например, в прошлом году студенты проторчали на белорусско-польской границе почти целый день из-за того, что у них было слишком много новых палаток. Таможенники не поверили, что они будут в них ночевать в кемпинге возле трассы, и решили, что это мелкооптовая партия на продажу.
Тысячи деталей в SolidWorks
Удивительно, что существует Bauman Racing Team в основном за счет спонсорской помощи. В университете у ребят есть просторное помещение, в котором они могут трудиться. Внутри всё серьезно: есть гараж, сварочный цех, зона для 3D-печати, комната для работы с композитными материалами и т.д. – словом, всё действительно как в любом серьёзном конструкторском бюро.
Финансовых спонсоров меньше всего, в основном компании помогают Bauman Racing Team оборудованием и материалами. Кто-то привозит новые шины, углеволокно и масло, кто-то позволяет пользоваться своими станками. Отдельный пул спонсоров делится с ребятами своим оборудованием – среди них как раз и мы, компания Lenovo. В 2015-м году мы подарили Bauman Racing Team нашу рабочую станцию ThinkServer TS140. Её высокая вычислительная мощность позволила специалистам команды значительно ускорить процессы проектирования и моделирования.
Иван Борисенко. Инженер-конструктор силовых установок
«На Lenovo ThinkServer мы занимаемся всем, начиная от 3D-моделирования гоночного кара до выполнения всевозможных расчетов возможностей двигателя в программных комплексах Ansys и многих других приложениях»
Работают ребята в программе SolidWorks (в ближайших планах переход на Siemens NX), и размер моделей, с которыми они обычно сталкиваются, как правило довольно велик. Файлы отдельных деталей весят несколько гигабайт, а полный набор всех моделей для создания будущего болида занимает десятки гигабайт пространства на дисках. Размер общего архива готовых моделей превышает 500 ГБ, и к предыдущим итерациям приходится регулярно обращаться.
Bauman Racing Team VS BMW M3
Сроки разработки болида жестко регламентированы – лишнего времени у студентов просто нет. Например, для того, чтобы попасть на квалификационный этап «Формулы Студент» в Германии, нужно в строго определённый день к строго опредёленному времени отправить организаторам соревнований видео того, как автомобиль едет по дороге. Даже одна секунда опоздания автоматически сводит все предыдущие старания на нет. Плюс в фоновом режиме всегда идет обучающий процесс. Университет поблажек не дает, а задач и тестов во время проектирования очень и очень много. Так что заниматься созданием гоночной машины на медленном компьютере – дело совершенно непозволительное.
Тут на помощь и приходит хорошая вычислительная мощность TS440. Внутри рабочей станции процессор Intel Xeon E3-1245V3 и графический ускоритель NVIDIA Quadro K600. Со сборками SolidWorks, в которых от нескольких сотен до 1000 деталей, такой компьютер справляется без каких-либо проблем и вполне нормально работает даже с более масштабными проектами.
Кроме того, в лаборатории Bauman Racing Team есть один ноутбук ThinkPad, который используется для управления координатно-измерительной машиной Faro. Точность при создании деталей гоночного болида очень важна, поэтому без такого прибора никак не обойтись.
Хорошие достижения и большие планы
Bauman Racing Team считается одной из лучших отечественных команд, участвующих в «Формуле Студент». Ребята дважды побеждали в российском этапе соревнований и регулярно занимают места в первой десятке европейских этапов в тестах на маневренность и по защите дизайн-проекта. Главная цель на ближайшее будущее – попасть в TOP-20 самого рейтингового европейского этапа – в Германии. Нам кажется, что при столь серьёзном подходе к делу – это абсолютно реально. От всей души желаем ребятам успехов и призовых мест!
Источник
