От идеи до готового образца

Инженерно-гоночная команда «SHUKHOV RACING TEAM» Белгородского государственного технологического университета имени Шухова с 2014 года занимается созданием гоночных болидов класса «Formula Student» и внедорожных автомобилей типа «Baja SAE». Спортивную технику студенты ВУЗа проектируют, конструируют и собирают в собственной лаборатории скоростных автомобилей БГТУ им. В.Г. Шухова. Секретами внутренней «кухни» по производству гоночных болидов поделилась капитан инженерно- гоночной команды «SHUKHOV RACING TEAM» Виктория Саплинова.

Внешний облик автомобиля играет важную роль. Идея дизайн-концепта машины заимствована у природы, как эталона красоты. Это привело к мысли о возможном использовании в биодизайне не только внешних черт и природных форм, но и закономерностей формообразования живых структур в конструкции. Выбор пал на представителей океана – акулу и касатку.

Повторяя плавные формы акулы и касатки, пластику их движений, была создана концептуальная модель корпуса нашего первого болида – «Гиперболоид 1». Такое имя первый автомобиль получил в честь гиперболоидной конструкции великого инженера - В.Г. Шухова. Отталкиваясь от конфигурации и габаритных размеров рамной конструкции, а также дизайн-концепта, была разработана трёхмерная модель корпуса в «3D Studio Max», затем её доработали и визуализировали в «Cinema 4D».

Геометрия корпуса позволила определить его функциональность во время аэродинамических испытаний с помощью компьютерных программ. Итогом стала реализация готовой модели корпуса болида.

Создание поверхности нужной формы и размеров основано на параметрической заготовке из насеченных плоскостей. Сечения модели были изготовлены из листов фанеры путем резки на фрезерном станке с ЧПУ и собраны в единую конструкцию, которая по форме уже напоминала будущее изделие. Пустоты заполнялись монтажной пеной. Для доводки использовалась шпатлевка нескольких видов. Последним этапом стало наложение грунта и шлифование.

На основе заготовки была создана составная матрица. За счет разделительных границ из плотного картона корпус был разделен на сектора. Далее вся заготовка покрывалась в несколько слоёв разделительным воском и другими противоадгезионными составами. На поверхность «заготовки» был нанесён матричный гелькоут, который создал твёрдую прослойку, повторяя форму будущей детали. Далее всё было усилено несколькими слоями стекломата, пропитанного полиэфирной смолой. Следующий этап – снятие матрицы. При необходимости матрица была отшлифована и отполирована. Места стыков были заложены скульптурным пластилином для обеспечения идеально гладкой поверхности. Процесс создания готового изделия подобен созданию матрицы. На внутреннюю поверхность с помощью кисти и пульверизатора нанесен детальный гелькоут белого цвета. После отверждения гелькоута, будущая деталь была усилена несколькими слоями стекломата. Через сутки готовое изделие отшлифовали, отполировали и покрасили в два цвета.

В основе дизайн-концепта второго и третьего болидов – океанический скат. Благодаря своему бионическому прототипу, второй болид носит название «STINGRAY», а третий – «STINGRAY G2».

Наша главная задача – делать болиды лёгкими. Если первый корпус, изготовленный из стекловолокна, весил почти 20 килограммов. Следующие конструкции делались из углеродного волокна. В итоге вес корпуса из карбона составил 10 килограммов. И самый главный плюс нового композитного материала – высокая прочность и отсутствие сколов во время эксплуатации болида.

Использованные в проектировании и создании корпуса болидов принципы параметрического прототипирования и бионики позволили нам создать оригинальные формы автомобилей, «плывущих» по волнам динамично развивающихся технологий.

Инженерно-гоночная команда «SHUKHOV RACING TEAM» БГТУ имени Шухова.

Материал подготовлен при поддержке инженерно-гоночной команды «SHUKHOV RACING TEAM» БГТУ имени Шухова.