Внешность нового родстера «Крым» третьего поколения разработчики пока держат в секрете. Нам запретили публиковать даже фотографии масштабной модели, которую в «Бауманке» распечатали на 3D-принтере и подарили редакции: в самом разгаре оформление патентов. Зато бауманцы дали добро на раскрытие силуэта новинки. Да-да, тот самый хайповый ученический проект, который мало кто воспринимал всерьёз, нынче находится на стадии, предваряющей выпуск опытно-промышленной партии. Собственно, по всем другим направлениям кроме внешности – полная ясность. О деталях проекта нам рассказывает Дмитрий Онищенко, профессор кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Баумана, доктор технических наук. Дмитрий уверяет, что «Крым» с охотой будут покупать те, кто сегодня выбирает подержанные Mazda MX-5 и Porsche Boxster!
Сергей Арбузов: Итак, речь идёт уже о серийном производстве родстера «Крым», и тут у меня сразу возникает вопрос: почему вы не стали доводить до этой стадии второй прототип, а взялись за третий, в чём причина? Второй был так уж плох?
Дмитрий Онищенко: Вопрос правильный. Серийное производство предполагает сертификацию, которая в свою очередь предполагает краш-тесты. Так вот, когда мы начали выполнять виртуальные краш-тесты, фронтальный удар вторая версия «Крыма» проходила прекрасно, с хорошим запасом, а вот при ударе в бок уже возникали проблемы – стало ясно, что несущая система нуждается в серьёзной доработке. Кроме того, когда мы собирали первый и второй прототипы, то столкнулись с тем, что большое количество компонентов приходится дорабатывать, а мы хотели бы использовать центральную панель в сборе со всеми её возможностями, в том числе, и по пассивной безопасности, безо всяких переделок, что сильно удешевляет процесс. Ещё у нас были некоторые претензии к эргономике: мне в этой машине было очень удобно, но человеку ростом ниже – около 170 см, уже не очень, притом, что мы используем стандартные сиденья и «торпедо» от «Калины». Нам пришлось серьёзно доработать так называемый форм-фактор. В общем, в какой-то момент стало понятно, что нужно делать новую несущую систему, которая с одной стороны будет полностью удовлетворять требованиям по эргономике, с другой – по пассивной безопасности. Кроме того, мы поработали над повышением технологичности и расширили колею на 30 мм, благодаря чему машина стала просторнее.
Аэродинамический расчёт. Визуализация давления потоков воздуха при скорости автомобиля 40 км/ч
С.А.: Я обратил внимание, что изменились и пропорции автомобиля.
Д.О.: Да, у нас моторный щит уехал вперёд. Кроме того, поскольку есть ограничения на расстояние между верхней точкой рамки лобового стекла и дугой безопасности, у нас поменялся наклон лобового стекла – стал более плавным. Дизайн третьего прототипа мы прорабатывали в первую очередь с позиций максимальной функциональности, скажем у нас все дефлекторы – не для красоты. У нас, к примеру, одна девушка сейчас диссертацию защищает на «Крыме» на тему оптимизации тепло- и газообмена в подкапотном пространстве: мы должны обеспечить минимальный Cx при гарантированном уровне конвективного теплообмена. Для этого мы проектируем специальные дефлекторы, которые обеспечивают поступление воздуха в подкапотное пространство и его выход. Это большая интересная работа, мы тут совмещаем инжиниринг и прикладную науку. К слову, при работе над вторым и третьем прототипами нашего родстера «Крым» уже защитились четыре кандидата наук.
С.А.: У вас прямо кузница научных кадров там…
Д.О.: Да, ребята защитились и пошли дальше – развивать свою научную карьеру…
Оптимизация подкапотного пространства для обдува радиатора
С.А.: Колея и спереди, и сзади – одинаковая?
Д.О.: Да, одинаковая и шины – тоже одинаковые. Это сделано исключительно с целью унификации. Потом, у нас всё-таки не 300 лошадиных сил…
С.А.: Секундочку, а как же 4-цилиндровый мотор из проекта Aurus, который вы вроде бы планировали ставить?
Д.О.: Во-первых, есть множество турбо-китов на тольяттинские 106-сильные 1,6-литровые моторы, так что, мощность можно поднять за вполне умеренные деньги. Во-вторых, в НАМИ разработан рядный 4-цилиндровый мотор, унифицированный с двигателем проекта ЕМП. Потенциал у него – 250 л.с. Этот мотор прекрасно компонуется, а при желании этот мотор можно форсировать и до 300 л.с. То есть, почему мы так занимаемся теплообменом в подкапотном пространстве? Потому что нам нужно обеспечить работу турбомотора мощностью до 300 «лошадей». Мы, кстати, именно для этого сделали воздухозаборники перед задними арками – через них поступает воздух в подкапотное пространство.
С.А.: Давайте напомним читателям, что двигатель у родстера «Крым» расположен сзади.
Д.О.: Точнее – это среднемоторная компоновка, у нас силовой агрегат размещается поперёк перед задней осью, по крайней мере, центр тяжести – в пределах колёсной базы. Грубо говоря, мы взяли переднюю часть Lada Granta и развернули её на 180 градусов, отнеся назад.
Конечно-элементная модель несущей системы для проведения расчетов
С.А.: Кстати говоря, а самих вазовцев вы привлекали?
Д.О.: Тонкий очень момент… Было совещание у Александра Николаевича Морозова, Заместителя министра промышленности и торговли. На нём представители АвтоВАЗа сказали: нам этот проект не интересен. Однако, мы очень плотно контактировали с ведущими инженерами-конструкторами, в том числе и на уровне начальников отделов, но – в частном порядке. Очень много людей с АвтоВАЗа помогли нам.
С.А.: Хорошо, но вам же всё равно придётся налаживать с заводом официальное сотрудничество, раз уж в конструкцию «Крыма» заложены тольяттинские компоненты…
Д.О.: А вот здесь мы как раз рассчитываем на поддержку Минпромторга.
Результаты оптимизации несущей системы. Красным цветом обозначены области с максимальной плотностью элементов. Элементы с низкой плотностью не показаны
С.А.: А откуда уверенность, что Минпромторг не откажет?
Д.О.: Мы надеемся на утверждённую стратегию развития отечественного автопрома, где сказано, что необходимы развивать «деривативы» на базе собственных автомобильных платформ. Kalina/Granta – это наша отечественная платформа и пока никаких проектов на этом «фундаменте» никто не развивает. Во-вторых, мы надеемся, что Минпромторг сможет посодействовать оформлению наших договорённостей по поставкам комплектов. В конце концов, это может быть интересно и самому Автовазу. Предположим, у нас возникает рынок на 30 тыс. автомобилей в год. Это значит, что мы готовы у Автоваза по внутризаводским ценам покупать 30 тыс. комплектов.
С.А.: А что с радиаторами?
Д.О.: Используем стандартные, вазовские, но они вынесены вперёд. Мы все решения по охлаждению откатали ещё на втором прототипе: серпантины Крыма, первая-вторая передачи, очень высокая нагрузка, температура воздуха – плюс 40, включенный на полную мощностью кондиционер. И мотор у нас ни разу не закипел.
С.А.: А кто отвечает за антиблокировочную систему – без неё вы не пройдёте сертификацию…
Д.О.: Да, это больной вопрос. По идее, мы должны обратиться к разработчику АБС, который возьмёт очень большие деньги. Но, мы сможем и сами откалибровать АБС, если получим ключи к программированию блока, но это – интеллектуальная собственность, поэтому пока мы не знаем, получим мы их или нет, но одно могу сказать: у нас есть способ заставить правильно работать на «Крыме» саму антиблокировочную систему.
Результаты оптимизации несущей системы. Красным цветом обозначены области с максимальной плотностью элементов. Элементы с низкой плотностью не показаны
С.А.: Я хочу вернуться к двигателю Единой модульной платформы. Он сейчас запроектирован в трёх вариантах мощности: 105 кВт (143 л.с.), 180 кВт (245 л.с.) и 235 кВт (320 л.с.), правильно ли я понимаю, что вы готовы самую мощную версию поставить на «Крым»?
Д.О.: Да, у этого мотора очень высокие возможности по форсировке, мы рассчитывали третью версию «Крыма» на самый мощный вариант.
С.А.: А что с коробкой? Одно дело, когда вы покупаете у АвтоВАЗа силовой агрегат в сборе, а с моторами ЕМП как быть? Неужели будете связываться с коробками КАТЕ? У них же «живые» образцы пока только для мотора V8, который стоит на путинском несертифицированном лимузине.
Д.О.: Да, коробка в этой идеологии с двигателями ЕМП – большая проблема. Скорее всего на первом этапе мы возьмём импортный «автомат», потому что ставить на такую мощность ручную коробку наверное не имеет смысла. Впрочем, мы общались с ребятами из КАТЕ, они проявили интерес. У них есть коробка и под «вазовский» 1,6-литровый мотор и именно с ней мы можем начать сотрудничество с КАТЕ. То есть, у нас вырисовывается такая линейка модификаций: базовый тольяттинский мотор в 106 л.с. с ручной коробкой, далее он же, но с «автоматом» КАТЕ в семь ступеней, который, к сожалению рассчитан на момент в 200 Нм и под мотор ЕМП не подойдёт. Следующий вариант – 4-рядный двигатель ЕМП, который со всем навесным оборудованием прекрасно компонуется у нас на «Крыме», но пока не понятно, какую коробку с ним ставить, потому что КАТЕ фактически нужно спроектировать сразу новую АКП под этот мотор. Но что касается имеющейся у КАТЕ коробки, с ней тоже всё непросто – в силу особенностей её конструкции, её очень трудно калибровать, кстати, именно из-за этого в своё время её не поставили на «Калину». Её пытались откалибровать, но «Калина» с ней постоянно дёргалась, всё это затянулось, на АвтоВАЗе в очередной раз сменилась власть – как раз тогда пришли французы, которые от неё и отказались. Позже в КАТЕ сумели довести эту конструкцию, но АвтоВАЗ уже не взял её в работу.
Одна из стадий постройки макета. Проверка посадки
С.А.: Зато на Автовазе теперь есть коробка АМТ, для которой исполнительные механизмы поставляет ZF: Granta с ней прекрасно едет по пробкам.
Д.О.: И это очень хорошо для нас: чем больше у нас будет вариантов, тем лучше.
С.А.: Что касается несущей системы: изменилась ли она по части подбора материалов?
Д.О.: Да, тут тоже всё поменялось. Сейчас мы используем в основном сталь широкой номенклатуры по пределу прочности. Каркас – высокопрочная сталь, остальные нагруженные элементы – высоколегированные стали, мы сейчас как раз прорабатываем вопрос сварки различных марок. Производство внешних кузовных панелей планируется произвести с помощью UMATEX ГК Росатом, специализирующейся на разработке и производстве композитных материалов и изделий.
Одна из стадий 3D-проработки эргономики родстера. Показаны элементы, влияющие на посадку манекенов и обзорность
С.А.: А где вы будете закупать прокат, ведь вы должны были заложить в конструкцию не те профили, которые подходят по расчёту, а те, что в ходу, при этом, соответствующие по прочности?
Д.О.: Да, правильный вопрос. У нас есть компания «Дипос» — основной поставщик листа и проката для АвтоВАЗа. Узнав о нашем родстере «Крым», они сами с нами связались, показали свою номенклатуру и в третьей версии «Крыма» как раз заложен ходовой прокат, имеющийся у нашего поставщика.
С.А.: Теперь я хочу поближе к сертификации подойти. Если я правильно понимаю, это сейчас самый острый вопрос: вы говорили, что сертификация может вылиться чуть ли не в 600 млн рублей…
Д.О.: Да, в сумме так, но сама процедура стоит, конечно, на порядок дешевле. Чтобы нам спокойно пройти сертификацию, нужно запроектировать в конструкции «Крыма» комплектующие конкретных поставщиков, что требует отдельной работы. Между тем, сейчас в научной и в правительственной средах ведутся разговоры об электронной сертификации по результатам виртуальных испытаний, например, краш-тестов и здесь всё будет упираться в достоверность математических моделей. В этом смысле наш проект «Крым» может стать пилотным. Все краш-тесты мы выполняли в электронном виде, но для того, чтобы наши методики были приняты, мы должны подтвердить «виртуальные» результаты экспериментально, разбив несколько машин. И это сверхзадача для нас, потому что если это получится, у нас будет на руках готовый инструмент, позволяющий проходить сертификацию легче, дешевле и быстрее.
Интерпретация результатов оптимизации. Этапы проработки конструкции несущей системы
С.А.: А вы уже выбрали поставщика модуля «Глонасс», ведь его работоспособность тоже проверяется при сертификации?
Д.О.: Мы плотно общаемся с самим «Глонассом», они про нас знают и готовы к сотрудничеству.
Фронтальный удар с частичным перекрытием на скорости 50 км/ч
С.А.: А блок управления будет установлен в рамке лобового стекла?
Д.О.: Да. Кстати, изменение наклона стекла сыграло положительную роль в процессе выбора места для блока – теперь его легче разместить.
С.А.: Изначально, когда ещё первый «Крым» проектировали, «Глонасса» не было, и вообще не проще было бы сделать что-нибудь «народное», простое, зачем родстер нужен?
Д.О.: Мы хотели создать что-нибудь яркое, чего нет на рынке, к чему потянется наша молодёжь! Это, кстати говоря, не моё личное решение – собрались около 20 проектировщиков ещё из первой команды, написали на бумаге список из основных параметров, провели «рейтингирование» и получился родстер со среднемоторной компоновкой на пространственной раме… Конечно, есть Mazda MX-5, Lotus, Porsche Boxster, но всё это стоит очень дорого, но для студентов это недостижимо.
Фронтальный удар с полным перекрытием, жесткий барьер
С.А.: Ну если есть родстер, у него должна быть крыша. Как я понимаю, складной механизм сильно изменился…
Д.О.: Да, сама кинематика механизма – нетривиальная, ведь у того же Porsche Boxster с его продольным, пусть и среднемоторным расположением двигателя, места много, у нас его почти нет. Поэтому в первом прототипе у нас был сложный механизм с несколькими степенями свободы, для которого (с учётом дефицита места) было невозможно организовать электропривод. А вот в третьем прототипе мы придумали, как упростить сам механизм и в перспективе к нему можно «приделать» сервопривод, но пока что в базовой версии водитель будет складывать мягкий верх вручную. Хотя, правильнее будет сказать, что базовой всё-таки станет версия с жёсткой крышей.
С.А.: Крыша – съёмная?
Д.О.: Да, зимой можно ездить с крышей, летом – с ветерком. Складную матерчатую крышу можно будет докупить и установить механизм закрывания – это легко сделать самостоятельно.
С.А.: Вы проводили испытания на герметичность на втором прототипе?
Д.О.: Испытывали хард-топ – не протекает.
С.А.: Представим себе, что вы довели машину до серийного производства, кто будет обеспечивать сервисное обслуживание?
Д.О.: Первый вариант: это сервисные центры АвтоВАЗа, вполне может быть, дилерам, уполномоченным обслуживать «Лады», это будет интересно. Кроме того, в стратегии развития нашей корпорации указано, что мы создадим сеть из так называемых «центров компетенции» на базе ВУЗов.
Испытание лонжерона
С.А.: Если я правильно понимаю, в этих «центрах компетенции» машину и будут собирать?
Д.О.: Да, совершенно верно.
С.А.: Итак, вы будете рассылать машины в виде кита, в котором уже всё есть?
Д.О.: Так точно.
С.А.: Именно этот кит будет стоит 800 000 рублей?
Д.О.: Нет, кит будет стоить дешевле, а 800 000 рублей – это, по нашим расчётам, и есть конечная цена базовой комплектации для покупателя. В эту цену входит наша прибыль, логистика, все комплектующие и прибыль «центра компетенции». Кстати, всех сотрудников этих «центров» мы будем обучать.
Расчет лонжерона
С.А.: Завершить разговор хочу той историей, когда вы представляли прототип Денису Мантурову, Министру промышленности и торговли…
Д.О.: Да, это было в Сочи, 2017 год, это был прототип, который нам предложили привезти туда организаторы Фестиваля молодёжи и студентов. Я там сделал небольшой доклад, рассказал о нашем родстере «Крым», он вызвал большой интерес у посетителей – мы разрешали осматривать, открывали капот, давали посидеть в салоне. И вот мимо шёл Денис Валентинович, обратил внимание на машину, посмотрел, порасспрашивал, сел в «Крым» вместе со своей супругой. Мы ему рассказали о наших планах. Министр дал поручение своему заместителю Морозову, тот переключил вопрос на НАМИ, который должен был проработать бизнес-план. Сотрудники отдела планирования НАМИ действительно разработали план, который оказался даже более оптимистичным, чем наш, короче говоря, мы надеемся на поддержку.
С.А.: Какова точка безубыточности?
Д.О.: Всего 1000 комплектов в год.
С.А.: А мощности «Бауманки» позволяют столько изготовить?
Д.О.: А как же, более того, на базе любого из наших ВУЗовских центров компетенции можно будет обеспечить такой же объём выпуска!
