3 мин.

5 причин, почему автомобили ещё не летают

117

Бытует мнение, что современный уровень технологий позволяет инженеру соорудить любую самую невообразимую вундервафлю. Однако это не так. Этот пост о том, что загоняет широкую инженерную мысль в узкие рамки обыденности.

Перечень причин, ограничивающих нас, инженеров, приведён в порядке убывания очевидности для рядового читателя.

Деньги

Да, это прозаично, но всё упирается в деньги. Разработать и поставить на производство гражданский автомобиль стоит около 1,5 млрд $, подготовить болид для участия в WTCC 500 тыс. евро. А вот, к примеру, стоимости некоторых комплектующих болида Формулы-1:

В условиях тотальной нехватки денег инженерам зачастую просто не дают претворить в жизнь свои необычные перспективные разработки и исследования, предлагая ограничиваться более консервативными, но менее рискованными вариантами.

Регламенты и экология

Даже получив деньги, инженер не может полностью дать волю своей фантазии: в дело вступают ограничения в виде регламентов. В истории Формулы-1 полно примеров, как удачная разработка, на которую были потрачены усилия и время, тут же оказывалась под запретом (например, автомобиль-пылесос). Но не стоит думать, что в гражданской жизни ситуация обстоит как-то иначе: автомобиль должен удовлетворять очень большому количеству нормативных требований, в обеспечении выполнения которых можно закопаться (тут и обзорность, и параметры светового пучка фар, и безопасность при краш-тестах, и тормозной путь, и усилия на руле и педалях и многое другое).

Регламенты – это то, что гарантирует потребителю какой-то минимум качеств конечного изделия. Впрочем, в инженерной среде витает мысль, что регламенты придумываются и усложняются самими производителями, чтобы повысить цену входа на рынок для потенциальных конкурентов. Насколько это является правдой – судить вам.

Требования экологии частично изложены в регламентах (например, 100 кг топлива на гонку в формуле-1), но и кроме них инженерам настойчиво рекомендуют разрабатывать как можно более экологичную конструкцию: по максимуму ограничить содержание в ней вредных металлов (например, свинца и шестивалентного хрома), позаботиться о последующей переработке и дальнейшем вторичном использовании изделия.

Противоречивые требования потребителей

Выполнение требований регламентов – всего лишь необходимое, а не достаточное условие создания хорошего изделия. Регламенты оставляют широкий простор для творчества, и в этом просторе инженеру приходится метаться, пытаясь обеспечить зачастую противоречивые требования. Смотрите сами: форсировка двигателя спровоцирует снижение его ресурса и увеличение расхода топлива, установка антикрыла для повышения прижимной силы повысит лобовое сопротивление, хорошая плавность хода может аукнуться кренами в поворотах, а ремонтопригодность – повышением массы изделия.

Создавая идеальный автомобиль в чём-то одном, мы обязательно проиграем в другом.

Законы физики и механики

Какие бы лёгкие материалы мы не применяли, рычаги подвески всё равно должны сколько-то весить. Сколько бы мы не снижали трение в двигателе, его КПД всё равно будет значительно ниже 100%. И так во всём.

Кроме того, как это они очевидно, а штампуемые детали должны хорошо штамповаться (без трещин и разрывов материала), а литые – отливаться без возникновения усадочных раковин. Технологические ограничения накладывают серьёзные ограничения на конструкцию.

Отсутствие знаний во многих областях

Как это не прискорбно, но даже в начале XXI века в инженерных знаниях имеются немалые пробелы, которые в ближайшее время вряд ли можно будет восполнить. Для решения проблем в таких неизведанных областях технарям приходится полагаться на интуицию, какие-то неточные модели, эмпирические зависимости и натурные испытания. Вот несколько таких примеров для автомобилестроения:

  • Аэродинамика. При всём прогрессе современных вычислительных средств самый надёжный метод работы над ней – работа в аэродинамической трубе.

  • Свойства неметаллов. Если металлы изучены достаточно хорошо, то смоделировать поведение пластика, резины или композита иногда не представляется возможным.

  • Взаимодействие колеса с дорогой. Какие-то зависимости и уравнения, конечно, существуют, но что на самом деле происходит в пятне контакта, никому не известно.

Ну и вопрос всем прочитавшим:

logoФормула-1
logoтехника
logoWTCC