Когда-то давно российские инженеры стали переходить от всевозможных чертежей к компьютерным математическим моделям. Первыми реальными автомобилями, созданными в «цифре», стали LADA Kalina и внедорожник ВАЗ-2123. Первая — простая, компактная и бюджетная — стала решением одного из давних вопросов к внешнему виду отечественного автомобиля. Кузовные зазоры стали равномерными, стабильными, аккуратными — математическая модель моментально доказала своё право на жизнь. И с тех пор позиции цифровых технологий только укрепились!
Увидеть замысел дизайнера
Как мы обычно представляем себе работу дизайнера автомобилей? Сидит вдохновлённый творец и чертит в альбоме смелые линии. Без этого, конечно, не обойтись, но всё же на самом деле над внешним видом модели работает целый коллектив дизайнеров. Они не просто создают красивую картинку, но учитывают конструкцию, технологию, стандарты автостроения.
Дизайнеры разрабатывают математическую модель поверхности кузова, где уже просчитаны пропорции, характеристики, габариты, аэродинамика, технологичность и безопасность.
Но как во всём этом вычислить, насколько красив будет потенциальный автомобиль? Существуют специальные методики визуализации. В дизайн-центре можно вывести на большой экран целое кино: как будущая LADA едет по городу, как играет солнце на поверхности кузова, как машина смотрится среди соседей по потоку. По математической модели можно изготовить и макет автомобиля — именно такие образцы вывозятся на выставочные автосалоны (а после хранятся в заводском музее).
3D-безопасность
Кто бывал на краш-тестах, вряд ли забудет это зрелище. Сначала слышен вой разгонной катапульты, затем скрежет сминаемого металла, и в этом грохоте — отчётливый двойной выстрел подушек безопасности. Машина отскакивает от барьера, из неё текут разнообразные жидкости, а инженеры деловито собираются вокруг: кто общается с оператором системы «ЭРА-ГЛОНАСС», кто проверяет динамометром усилие отпирания дверей… Кипит исследовательская работа! Но, прежде чем опытная модель LADA попадает на реальный краш-тест, проводится множество виртуальных ударов. Специальные программы имитируют самые разные условия краш-тестов в цифровой среде, на базе математической модели.
Программы очень точны: степень совпадения цифрового и реального удара настолько высокая, что в некоторых случаях инженеры после краш-теста сразу фиксируют конструкцию кузова и дальше уже занимаются тонкой настройкой электронных систем.
Да, математическая модель спасает жизни! Но она используется и для других виртуальных испытаний, включая аэродинамическую проработку кузова. А когда автомобиль полностью спроектирован, по его 3D-образцу настраивается производство.
Математика производства
Математическая модель автомобиля проходит сквозь все процессы — от листа металла до сборки готового автомобиля:
- По ней создаются штампы для изготовления кузовных деталей.
- На основании неё работают роботы в цехах сварки и окраски кузова — сотни машин должны точно воспроизвести идеи дизайнеров и инженеров.
- По математической модели настроена металлургия, продуктом которой становятся блоки, головки блоков, картеры…
Что интересно, в технологии есть промежуточные этапы проверки: точно ли изготовленный кузов или оснастка для его выпуска соответствуют математической модели? Специальные лаборатории занимаются ежедневной выборкой из партии товарной продукции отдельных образцов для их обмера.
Математика качества
Обмер производится таким образом:
- Кузов или его отдельный узел фиксируется на плите;
- Происходит «привязка» к осям координат;
- Машина щупом промеряет поверхность, создавая виртуальное «облако точек», которое должно в итоге совпадать с 3D-моделью кузова.
На каждом кузове есть около 300 точек для промера. Однако при необходимости можно увеличивать их количество, повышая точность оценки.
От правильной геометрии кузова зависит всё. Насколько качественно потом соберут машину, не будет ли где-нибудь неравномерных зазоров… Даже акустический комфорт автомобиля зависит от цифровых технологий! Неслучайно в инструкции по эксплуатации LADA говорится:
«Кузов является базовым и самым дорогостоящим элементом автомобиля».
Технология работы с математическими моделями настолько удачная и эффективная, что с недавних пор таким образом контролируется даже кузов LADA Niva Legend. То есть автомобиль, который создавался ещё на кульмане, был оцифрован и сегодня имеет свою математическую модель, позволяющую продолжать его модернизацию.
Наконец, когда мы, автолюбители, знакомимся с новыми моделями LADA, мы рассматриваем в первую очередь именно математические модели. Красочные рендеры, информативные рентгены с конструкцией кузова и подушками безопасности — это тоже цифровые технологии. 3D-технологии, благодаря которым рождается LADA.