Привет, Geektimes! После первой статьи о любимом университете мы хотели опубликовать материал о различных разработках / исследованиях, но ребята из гоночной команды всех опередили (такое у них хобби). Поэтому ловите второй пост об истории нашей гоночной команды Bauman Racing Team.
BRT-4
С советских времен «Ракетный колледж на Яузе» ассоциируется именно с военной техникой. Во многом, превосходство нашего вооружения сегодня позволяет студентам университета заниматься более мирными соревнованиями.
История, которую я хочу вам рассказать, начинается в 2012 году, когда студенты кафедр «Колесные машины» и «Поршневые двигатели» (Привет студентам и выпускникам СМ10 и Э2 — интересно сколько их на гике?) решили создать уникальный для МГТУ проект – гоночный болид класса «Формула Студент».
Проводимые с 1978 года международные инженерные студенческие соревнования на тот момент были практически неизвестны в России. В 2012 году существовали всего 3 команды из России: МАДИ (основана в 2005 году), МАМИ (2006 год) и РУДН (2011 год).
Цель команд – создать гоночный автомобиль по регламенту Formula SAE (SAE – Society of Automotive Engineers — поддерживает проведение соревнований по всему миру) и принять участие в международных соревнованиях. Формула Студент не спорт и не гонки в чистом виде, это квинтэссенция инженерной, экономической и управленческой деятельностей, являющаяся мостиком между образованием, технологиями, инновациями и самим автоспортом.
Для студентов, принимающих участие в проекте, это отличный способ «прокачать» себя, свои навыки, и, возможно, даже получить работу в крупнейших международных корпорациях, таких как Bosch, Siemens, Daimler, Porsche и т.д., для которых соревнования стали ярмаркой лучших умов.
Стенд Porsche на Formula Student Germany 2016
А всего в мире в 2012 году насчитывалось 500 команд из 50 стран мира, более 70 из которых немецкие. В каждом крупном городе Германии располагаются 2 команды, например KIT Karlsruhe (Технологический институт Карлсруэ) и UAS Karlsruhe (политехнический университет Карлсруэ). А официальные соревнования проводятся в индустриально и технологически развитых странах таких, как Англия, Германия, США, Япония и т.д.
UAS Karlsruhe
KIT Karlsruhe
Как и любое начинание снизу – проект долго искал поддержку и, наконец, обрел ее в лице Дмитрия Олеговича Онищенко, тогда еще кандидата технических наук (а теперь доктора наук), преподавателя кафедры Э2 «Поршневые двигатели».
Оставалось дело за малым – получить одобрение ректора МГТУ им. Баумана – Анатолия Александровича Александрова. Анатолию Александровичу понравилась идея создания команды «Формула Студент», с небольшой оговоркой. Изначально мы планировали построить машину за 2 года, но ректор, поправив нас поверив в нас, сказал, что мы сможем построить болид и за 1 год.
Один из первых набросков BRT-1
Мы получили одобрение высшего уровня и начали работать. Первым нашим пристанищем стала лаборатория кафедры Э2, где мы ютились между испытательными стендами и отжившими свое двигателями, ставшими музейными экспонатами. Не имея ничего, кроме регламента и огромного желания создавать – каждый наш шаг, каждая наша покупка, были для нас большим успехом.
Лаборатория 056 кафедры Э2 и мы
2012 год, сентябрь.
Первый шаг. Разработать несущую систему. Но как? В воображении, на бумаге, 3D модель? Нет, быстрее будет создать деревянный макет, где мы сразу сможем оценить и создать необходимую по регламенту компоновку.
Макет несущей системы
2012 год, октябрь.
Проект «выходит в народ» — первая выставка команды – «Политехника 2012». Первое признание и неподдельный интерес к «конструкции».
После создания макета начался процесс трехмерного проектирования, без которого сегодня невозможно представить создание, практически любого, продукта. Основная концепция определилась довольно быстро: стальная рама, карбоновые рычаги подвески, 13-ти дюймовые диски, шины от компании Michelin, с самого зарождения оказавшей нам поддержку. А что с силовой установкой?
Отличительная черта всех автомобилей команды Bauman Racing Team – сложная и интересная силовая установка. Изначально мы решили создать мощный двигатель. Максимальный разрешенный объем на тот момент был 610 см3, а самые популярные двигатели в Формуле Студент – 4 цилиндровые японцы Yamaha, Honda, Kawasaki и Suzuki объемом 599 см3. Изучив характеристики этих двигателей – мы решили остановить свой выбор на двигателе Yamaha R6, основа силовой установки на последующие три года.
Силовая установка BRT-3 — 2015 год
Второе существенное ограничение двигателя – рестриктор — шайба диаметром в 20 мм через которую проходит весь воздух, что сильно «душит» двигатель. Мы решили снизить это влияние добавив приводной компрессор типа Roots, а для управления силовой установкой мы присмотрели блок Motec M400.
В первый же год использовать наддув, звучит для многих несколько безумно, но только не для нас. Стандартные 125 л.с. атмосферного Yamaha R6 становятся 60-70 л.с. при установленном рестрикторе, то есть из 60 кг двигателя, почти 30 кг мы бы возили с собой просто так.
Приводной компрессор возвратил нам более 40 л.с., замеры на стенде показали 102,3 л.с. – двигатель официально стал одним из самых мощных за всю историю соревнований Формула Студент! При этом компрессор помогал нам на всех режимах работы двигателя, т.к. он приводился в движение приводом от коленчатого вала.
Приводной компрессор типа Roots Eaton M45
На протяжении нескольких месяцев команда работала не покладая рук, чтобы успеть закончить болид до выезда на соревнования. Мы работали в две смены, двигателисты работали утром и днем, а все остальные работали по ночам. Однако, нам было предначертано отправиться на свой первый этап в Италии с разобранным автомобилем. Последняя деталь пришла за пару часов до отъезда, а верхняя крышка обвеса полимеризовалась в матрице, которую мы взяли с собой на этап.
Скоро уезжать…
Италия 2013 год, сентябрь.
Автодром Рикардо Палетти близ коммуны Варано-де-Мелегари, 7 команд из России (всего за год количество команд в России удвоилось), разобранный болид BRT-1, эйфория от происходящего вокруг и чувство, что все муки были не зря.
Увидев наш конструктор, судьи похвалили нас за старание, однако посоветовали не тратить зря время и ехать домой, потому как «не успеете, завтра уже тех инспекция».
…завтра уже тех инспекция
На следующий день судей ожидал полностью готовый болид. На тех инспекции мы получили огромный перечень недочетов, которые необходимо устранить за один день и все тот же совет «не тратьте время».
Устранение недочетов
Утро второго дня, «crazy Russians» в оранжевой форме представили судьям болид со всеми исправленными недочетами. Выражения их лиц надо было видеть! И мы допустились до гонок!
И мы допустились до гонок!
Пройдя все испытания, дойдя до гонки на выносливость мы остановились на втором круге. При проектировании трассы последний поворот (которого не было в автокроссе) судьи сделали слишком острым и никто среди первых стартовавших не мог в него попасть. В том числе и мы. Через несколько машин после нас – судьи исправили свою ошибку, однако, на трассу вернутся нам было не суждено. После споров и осмотра машины мы обнаружили в добавок к ошибке судей и нашу ошибку при проектировании рулевого механизма – маленький угол поворота колес. Тем не менее, это был достойный дебют.
FS Italy 2013
Второй год принес нам абсолютно новую конструкцию болида (хотя изначально планировалась небольшая доработка существующей), собственное помещение и целый ряд узлов, уникальных для России, которыми мы по праву гордимся: собственная рулевая рейка, корпус которой выполнен из карбона, сухой картер, гибридная сталь-карбоновая рама и аэродинамика.
Лаборатория BRT — Апрель 2014 года
Лаборатория BRT — Март 2016 года
Побывав в 2014 году на двух европейских этапах, мы, к сожалению, несмотря на очевидный прогресс, не смогли закончить обе гонки на выносливость, однако первые успехи пришли к нам именно в 2014 году на первом российском этапе соревнований.
Команда сезона 2013/2014 и BRT-2
Набор осени 2014 года принес нам значительное усиление команды во всех областях деятельности. Появилась практика «инженерных субботников» — когда инженеры собирались в лаборатории и весь день усиленно генерировали новые идеи и конструкции.
Обучение нового состава программе SolidWorks — 2014 год
Концепция автомобиля осталась прежней, ставка была сделана на надежность и она оправдалась! Первый финиш в гонке на выносливость на Formula Student Germany 2015!
Радость первого финиша!
И первое чемпионство в России в сентябре 2015 года (тем временем, всего за 2 года число российских команд приблизилось к 30, а число команд с автомобилями к 15).
Первый титул чемпионов России!
С октября 2015 года в истории команды начинается новая глава – статус чемпионов, придавший новых сил и абсолютно новая концепция (1 цилиндр вместо 4, турбокомпрессор вместо приводного компрессора) – как результат машина похудела на 50 кг с 247 кг до 195,5 кг.
Formula Student Germany 2016
Сезон рекордов начался с количества этапов, на которые зарегистрировалась команда: 3 европейских и 1 российский.
Однако, новая концепция не всегда оказывается надежной, как результат – 3 схода в гонках на выносливость.
Срезанные иглы крепления карбонового приводного вала
Решение проблем с автомобилем совпало с решением проблем по организации российского этапа, состоявшегося в конце октября 2016 года. И тут наш болид выстрелил. Мы знали на что он способен – теперь узнали и наши друзья-соперники. Как итог – кубки за все дисциплины, кроме одной и второй титул чемпионов России!
Второй титул чемпионов России
Структура команды так же постоянно подвергается изменениям и большей формализации. Отличительной особенностью первого года было то, что без объявления набора команда с изначальных 5 человек выросла до 20 невероятно мотивированных человек. Сейчас эта команда практически в полном составе занята в разработке молодежного родстера «Крым».
Команда формировалась вокруг капитана – Андрея Басова, тогда, как сегодня команда входит в завершающую фазу выстраивания вертикальной структуры – более удобной и совершенной формы взаимодействия.
Новому капитану – Сергею Руману – больше не приходится контролировать всех и каждого, для этого у нас есть руководители отделов. Однако это не значит, что «подчиненные» просто выполняют указания «сверху». Мы коллектив – и каждый может высказывать и реализовывать свои предложения.
Со второго года существования команда проводит регулярные наборы, пользующиеся стабильно высоким интересом со стороны студентов и шанс дается каждому!
Экскурсия в лабораторию в рамках нового набора — 2015 год
Капитан, руководители отделов и «подчиненные» формируют основной состав – 25 человек без которых невозможно построить машину и выступить на соревнованиях. Год назад мы запустили проект – «Младшая Формула», который в этом году переименовали в «Расширенный Состав BRT».
Изначально «Младшая Формула» состояла из ребят 1 и 2 курсов, у которых еще не было достаточного количества знаний по специальности, но которые очень хотели развиваться в рамках проекта. Они слушали курс лекций по 3D проектированию и общую информацию по конструированию автомобиля, а затем становились «падаванами» более опытных участников.
Эксперимент оказался удачным и в 2016 году мы его распространили на все курсы, назвав его «Расширенный Состав BRT», в котором сегодня состоит 35 человек. Участники более органично вписываются в проект, лучше понимают предъявляемые к ним требования и эффективнее заменяют выпускающихся участников команды.
2017 год вновь начинается на позитивной ноте. Мы убедились в том, что наша новая концепция умеет побеждать, наш подход к выращиванию кадров дает свои плоды. В юбилейном, пятом для нас сезоне, перед нами стоят все те же амбициозные задачи – быть лучшими в России и стать еще на шаг ближе к лучшим европейским командам!
Комментарии (18)
Hormiga
23.03.2017 09:47+2Как отучившевуся в бауманке, все последующее время мне было интересно: каким образом все движения такого масштаба прошли и мимо меня, и мимо всех, кого я знаю?
Читаю новсоти: В МГТУ разработали то, показали это, учавствовали в том, в то время как у меня были только лекции, лабы, да семинары
Напишите, пожалуйста, как студенту (уже не мне) узнать о таких движениях, влиться в них?
Alsmir85
23.03.2017 12:08Поиск новых участников, одна из важнейших задач, которые должна решать команда. Мы в МАДИ развешивали объявления перед набором, иногда, по разным событиям выставляли машину в холле университета, но желающих попасть в команду было очень мало. Меня всегда мучал вопрос, почему никто не идет в команду, казалось бы, автомобильный вуз, желающих должно быть море, ан нет))
Rayslava
25.03.2017 16:57Ну я тоже отучился, но здесь, прямо скажем, не так, чтобы прямо масштаб.
Если лаборатория изначально состояла из пяти человек (пусть даже сейчас и расширилась до двадцати), то для того, чтобы не знать о её существовании достаточно было учиться на другом факультете.
А по теме статьи — молодцы, так держать! Приложение знаний к реальности даже не производства, а прямо сразу международных соревнований — очень круто.
PuNHai
27.03.2017 13:04
Alsmir85
23.03.2017 09:55Сам был членом команды МАДИ Электрик в 2011-2013 годах, помню, как ребята из Бауманки приехали к нам в МАДИ на конференцию и сходу заявили, что хотят поставить турбину на двигатель, очень смелый шаг, думаю мало кто тогда поверил, что у них из этого что-нибудь получиться))
Был и на первых соревнованиях в Италии. У нас тогда была примерно такая же ситуация, машину дособирали прямо на этапе))
Хочу сказать, что ребята действительно молодцы, проделали огромную работу и в короткий промежуток времени выбились на лидирующие позиции) так держать!
t0ch1k
23.03.2017 15:54+1Читаю блог МГТУ и думаю, видимо я какой-то другой МГТУ им. Баумана закончил в 2016 году. Очень хотел попасть в эту всю тему, но попал только в сборную факультета по картингу в 2010 или 2011 году. Даже в одних соревнованиях поучаствовал, но тренировки были за свой счет на картодроме, на 1-2 курсе их просто не было. А потом в принципе перестали на все это выделять деньги и тема с картингом лично для меня закрылась. Осталась только куча ненужных предметов с устаревшими на 10-20 лет сведениями, лабы на раздолбалных установках, которые на голом энтузиазме изготавливали преподы из подручного хлама, да желание поскорее закончить этот цирк и не отвлекаться от работы
HiMem-74
24.03.2017 09:48+2Ожидал от ведущего вуза страны несколько другого — экспериментального двигателя нестандартной схемы, по крайней мере экспериментального цикла, а здесь «мы взяли хороший двигатель, прикрутили хорошую турбину, купили спортивные мозги и поехали гонять».
Я понимаю, что нюансов много и вы их героически преодолели, но извините, это уровень гаражных «тюненгаторов». Какой опыт вы вынесли из этого проекта? Как не разругаться с командой, когда все устали и сроки горят? Как крутить гайки и клеить препреги? Это же не ваш уровень, от вас ждут конструкторских решений.mikhail_borisov51
24.03.2017 22:29+2В 71-ом году компания «Лотус» использовала в своем болиде Формулы-1 газотурбинный двигатель, работающий по циклу Брайтона. Как результат — полный провал. Но в нашем случаем это не так важно, так как регламент соревнований не позволяет нам использовать ничего кроме четырехтактного поршневого двигателя с принудительным воспламенением.
Исследования ведущих мировых компаний в области разработки поршневых двигателей внутреннего сгорания таких как: AVL, MTU, Ricardo...etc показали, что используемый во всех современных двигателях цикл Отто является наиболее совершенным при сегодняшнем уровне развития технологий и материалов.
Что касается работ, проделанных над двигателем нашего болида, то за три месяца была разработана система управления, переработаны системы смазки и охлаждения, рассчитан рабочий процесс, с учетом турбонаддува, после чего двигатель был построен и настроен. В результате мощность двигателя была увеличена на 70%, и это с учетом того, что весь воздух проходит через 20 милиметровый рестриктор.
Подобных силовых установок в «Формуле студент» не более пяти во всем мире из более 500 команд. При всем нашем желании и познаниях в области работы поршневых двигателей, идея создания собственной силовой установки на данный момент упирается в наши технологические возможности, однако мы не исключаем, что в будущем данная идея найдет реализацию данного проекта.
Учитывая все вышесказанное, считаю несправедливым и необоснованным ваше высказывание про «гаражных «тюненгаторов»». Если у Вас есть какие-то сомнения по поводу уровня нашей компетенции, то мы с радостью ждем Вас в гости на экскурсию в нашу лабораторию.
HiMem-74
27.03.2017 08:14регламент соревнований не позволяет нам использовать ничего кроме четырехтактного поршневого двигателя с принудительным воспламенением.
Почему не используете безколенвальный двигатель? Приводы клапанов электромагнитами? Почему не экспериментируете с «плавающим поршнем» (не знаю как правильно, это 2 камеры сгорания работают на 1 поршень, а сам поршень есть поступательный ротор генератора, т.е. на выходе только электричество). Ну почему такая зашоренность в решениях? Вы ж на выходе из университета только ВАЗ-2101 и сможете создать, да и то с 90% импортными комплектующими.
Исследования ведущих мировых компаний в области разработки поршневых двигателей внутреннего сгорания таких как: AVL, MTU, Ricardo...etc показали, что используемый во всех современных двигателях цикл Отто является наиболее совершенным при сегодняшнем уровне развития технологий и материалов.
… и именно поэтому все чаще применяется цикл Аткинса…
Если у Вас есть какие-то сомнения по поводу уровня нашей компетенции, то мы с радостью ждем Вас в гости на экскурсию в нашу лабораторию.
Если отбросить столичный снобизм (не все живут в %default_city, чтоб просто догулять поглядеть), что Вы сможете продемонстрировать? Расскажите о своих разработках! Хотя бы небольших, но новых
Надеюсь, Вы понимаете, что в ближайшее время ДВС сместится из позиции основного двигателя во вспомогательный в гибридных схемах, пока электродвигатели и батарейки слабы, затем эта схема отомрет из-за сложности, а ДВС останется как генератор, когда розетка недоступна. Вот такие конструкторы, такие идеи востребованы уже сейчас. Пока Вы молоды, пока способны генерировать нестандартные идеи, прекратите «насиловать труп».
mikhail_borisov51
30.03.2017 21:30+2Давайте кратко разберем целесообразность ваших предложений:
"Почему не используете безколенвальный двигатель?"
Если вы предлагаете накапливать энергию движущегося поршня с помощью катушки индуктивности, то идея очень давняя, но до сих пор, в принципе, не реализуемая в адекватном виде, так как совершенство электроники не достигло требуемого уровня. Остались нерешенные вопросы. Например, как остановить поршень в нижней мертвой точке и совершить цикл сжатия? Если пружиной, то она будет иметь крайне малый ресурс, а без механической связи реализовать такое крайне сложно.
"Почему не используете… приводы клапанов электромагнитами?"
В автоспорте эту технологию применяла команда Рено, как думаете, почему от этой технологии решили отказаться? Ответ очевиден! Преимущество, получаемые от этого решения несопоставимы с недостатками: слишком малый ресурс, непредсказуемость работы (из-за тепловых и механических перегрузок)
Сейчас все гоночные серии используют механический привод клапанов, как самый надежный.
"Почему не экспериментируете с «плавающим поршнем» (не знаю как правильно, это 2 камеры сгорания работают на 1 поршень, а сам поршень есть поступательный ротор генератора, т.е. на выходе только электричество)?"
Цикл сгорания, осуществляемый с обеих сторон поршня, реализуется в двигателе двойного действия, а плавающий обычно бывает поршневой палец, но никак не поршень. Дополнительное оборудование, обеспечивающие работоспособность данной установки существенно увеличат массу, что для нас крайне критично. Не говоря уже о том, что гибридные автомобили в наших соревнованиях запрещены.
"Ну почему такая зашоренность в решениях? Вы ж на выходе из университета только ВАЗ-2101 и сможете создать, да и то с 90% импортными комплектующими."
Наша главная цель: разработать, построить, испытать болид и поучаствовать на нем в соревнованиях (желательно занять место повыше). Все это выполняется за год, группой студентов-энтузиастов, которые совмещают это с учебой и работой, но даже будь у нас возможность посвятить все свободное время проекту, мы бы не занимались разработкой всего вами вышеперечисленного, ввиду временных, технологических и финансовых ограничений, а также ввиду того, что подобные решения не приблизят нас к вышеописанным целям. Помимо все прочего, не стоит забывать, что двигатель-это лишь один из узлов автомобиля, и победители наиболее конкурентных этапов соревнований (Германия, Австрия, Великобритания) используют значительно менее доработанные мотоциклетные двигатели, что говорит о нашем неплохом инженерном уровне на мировой арене. Мы занимаемся разработкой только тех вещей, которые помогут нам стать быстрее, легче и снизить нагрузку на бюджет.
В общем, если посмотреть на гоночные двигатели, то обычно они упрощены по отношению к серийным аналогам, при этом, они значительно более форсированы. Это происходит потому, что все современные «примочки» позволяют соответствовать нормам экологичности, экономичности итд, также их преимущества проявляются во время общения менеджера автосалона с потенциальным покупателем. Все вышеописанное не соответствует нашим целям (см. выше). А также это показывает доминирующую важность умения работать с базовыми принципами или BASIC KNOWLEGES, как их называют судьи на европейских соревнованиях (инженеры Porsche, BMW, etc). Например, для ДВС-это рабочий процесс. Для наших целей важно найти баланс между трудозатратами и производительностью.
Надеюсь, Вы понимаете, что в ближайшее время ДВС сместится из позиции основного двигателя во вспомогательный в гибридных схемах...
Вы противоречите самому себе: сперва Вы говорите о технологиях ДВС, до реализации которых в конкурентоспособных, рабочих гоночных прототипах еще далеко, а после этого Вы пророчите быстрый отход на второй план тех самых ДВС, которые еще далеки от совершенства. По поводу «трупа», получается, что его насилует весь мировой автопром, ведь двигатели с непосредственным впрыском и турбонаддувом появились в первой половине 20-го века, тогда же был предложен принцип коробки передач с двумя сцеплениями. А электромобиль был выпущен раньше творения Карла Бенца. И эту цепочку можно продолжать бесконечно долго, делать мы это, конечно же, не будем…
В завершение, хотелось бы сказать, что Вы некомпетентны в вопросах касаемых автоспорта в целом, и гоночной серии «Формула Студент» в частности. Почитайте регламент соревнований, ознакомьтесь с машинами других команд, и тогда будет возможен конструктивный диалог
madf
что-то так и не увидел привычных хар-к "авто"
Ommonick
1.8, злые валы, январь, все дела :)
madf
ну я не знаю… до сотни хоть сколько разгоняется? ;)
vvzvlad
А на сто километров по трассе сколько жрет?
PuNHai
Разработчики болида: