В статье описана разработка дизайна гоночного болида класса «Формула студент».
Ключевые слова: BRT, SAE, формула студент, гоночный болид.
Development of design body racing car class "Formula student"
The article describes the development of the design of a Formula Student racing car.
Keywords: BRT, SAE, formula student, racing car.
Соревнования Formula Student («Формула-Студент») [2] — международный образовательный проект, основанный SAE (Society of Automotive Engineers, Сообщество автомобильных инженеров) [1], проводятся с конца 90-х годов. Их цель — формирование инженерного мышления у студентов различных технических вузов и подготовка специалистов, готовых к решению творческих задач. Задача студентов заключается в проектировании и сборке своего собственного болида, который будет соответствовать техническому Регламенту соревнований. После прохождения всех административных проверок студенты участвуют в заездах на время, где определяется лучшая команда и лучший болид. Команда МГТУ им. Баумана Bauman Racing Team [3] принимает участие в соревнованиях с 2012 года. За многие годы участия в соревнованиях команда прошла большой путь и стала одной из лучших команд России. С начала участия в соревнованиях команда построила 8 поколений болида BRT. В сезоне 2023 года команда представила новое поколение болида BRT-8d. Это поколение впервые получило электрическую силовую установку вместо двигателя внутреннего сгорания. После прохождения испытаний болида модели BRT-8d было принято решение о доработке данной модели для достижения наилучшего результата. Но работая над улучшением модели BRT-8d команда поняла, что им необходима абсолютно новая модель, которая сможет стать еще быстрее и технологичнее. После разработки рамы команде потребовался новый кузов, поэтому студенты, представляющие команду Bauman Racing Team, обратились на кафедру МТ-9 «Промышленный дизайн» для поиска дизайнера, который сможет разработать абсолютно новый внешний вид для новой модели. В автоспорте дизайн играет важную роль. От дизайна кузова зависит не только восприятие команды и автомобиля зрителями, но и то, как автомобиль будет вести себя на треке.
Эргономические особенности болида класса «Формула-Студент» играют важную роль в обеспечении безопасности, комфорта и производительности водителя. Важно учитывать множество факторов при проектировании эргономики гоночного автомобиля, чтобы максимизировать его эффективность на трассе. К ключевым эргономическим аспектам относятся [5]:
1) посадка и положение водителя:
— положение сидения. Водитель должен сидеть в комфортной, но плотной посадке. Сиденье часто имеет обтекаемую форму для обеспечения максимальной поддержки и минимального смещения водителя при высоких ускорениях;
— расположение педалей. Педали должны быть легко доступными и расположены так, чтобы минимизировать усталость водителя. Расстояние между педалями и их высота регулируются для обеспечения удобства;
— угол наклона спинки. Угол наклона спинки сидения должен быть таким, чтобы обеспечивать оптимальное зрение на трассу и минимизировать нагрузку на спину водителя;
2) рулевое управление:
— расположение руля. Руль должен находиться на оптимальном расстоянии от водителя, чтобы обеспечить легкий доступ и управление. Угол наклона и высота рулевой колонки также должны быть регулируемыми;
— грипсы и покрытие. Руль должен иметь удобные грипсы и покрытие, обеспечивающее надежный захват и минимизацию скольжения рук;
3) контроллеры и дисплеи:
— расположение приборной панели. Все приборы и индикаторы должны быть легко читаемыми и находиться в поле зрения водителя, чтобы минимизировать отвлечение от дороги;
— кнопки и переключатели. Должны быть расположены так, чтобы водитель мог легко до них дотянуться и управлять ими, не теряя контроля над автомобилем;
4) обзорность:
— положение зеркал. Зеркала заднего вида должны быть установлены так, чтобы обеспечивать максимальный обзор при минимальных усилиях на их настройку;
— ограничение мертвых зон. Конструкция кузова и положение водителя должны минимизировать мертвые зоны, обеспечивая лучший обзор трассы;
5) система безопасности:
— ремни безопасности. Пяти- или шеститочечные ремни безопасности обеспечивают надежную фиксацию водителя, предотвращая его смещение при авариях или резких маневрах;
— голова и шея. Системы защиты головы и шеи (HANS) помогают предотвратить травмы в случае аварии, поддерживая голову и шею водителя в правильном положении;
6) климат-контроль и вентиляция:
— вентиляция. Эффективная система вентиляции важна для поддержания комфортной температуры и предотвращения перегрева водителя, особенно в условиях длительных гонок;
— испарители и охлаждающие системы. В некоторых болидах могут использоваться дополнительные испарители или системы охлаждения, чтобы поддерживать комфортные условия для водителя;
7) материалы и покрытия:
— антискользящие покрытия. Использование антискользящих материалов на педалях, полу и сиденье помогает предотвратить случайное смещение ног или тела водителя;
— комфортные материалы. Мягкие, но прочные материалы на сиденьях и руле увеличивают комфорт и снижают утомляемость;
8) интерактивные системы и телеметрия:
— информационные дисплеи. Установлены для отображения важной информации о состоянии автомобиля, таких как скорость, температура двигателя и состояние топлива;
— телеметрия. Системы телеметрии позволяют команде в реальном времени отслеживать параметры автомобиля и состояние водителя, обеспечивая возможность быстрого реагирования на любые изменения.
При разработке дизайна были рассмотрены как болиды других университетов, так и предыдущие поколения болидов команды BRT. После этого была выявлена закономерность во внешнем виде и конструкции кузова: команды предпочитают проектировать цельные носовые обтекатели с дополнением их боковыми обтекателями для улучшения аэродинамики в области колес. Также команды используют индивидуальные ливреи для того, чтобы выделиться и обозначить свои болиды. В процессе разработки были учтены следующие детали: легкоразборность кузова для быстрого доступа к внутренним компонентам, хорошая обзорность, индивидуальность и узнаваемость. Поэтому было принято решение отказаться от цельного носового обтекателя и разделить кузов на две основные части (см. рис. 2). Это позволило облегчить снятие частей кузова для доступа к компонентам, расположенным в передней части. Также после изучения истории команды и ее брендбука была определена цветовая гамма болида — использование черного и оранжевого цветов. Эти цвета использовались в первом поколении болида, поэтому они несут историческую ценность и напоминают команде и зрителям о первом поколении болида BRT (см. рис. 1). В дополнение были предложены и другие варианты расцветки — сочетание черного и красного цветов. За многие годы существования и развития автоспорта красный цвет стал классическим для автомобилей. Его используют во всех видах автоспорта — от ралли до формулы 1. Автопроизводители также часто красят свои спортивные модели и модификации стандартных автомобилей в красный цвет что бы подчеркнуть их спортивную направленность.
Рис. 1. BRT-1
Кроме того, выбор цветов основывается и на базовых принципах цветоведения: черный цвет сочетается с любыми цветами, а оранжевый цвет вызывает у человека позитивные эмоции и имеет самый высокий контраст и самую большую длину волны, что позволяет человеку видеть оранжевые предметы на максимальном расстоянии и в любых условиях. Красный цвет имеет вторую самую большую длину волны после оранжевого и также хорошо различим на любой поверхности и в любых погодных условиях. Именно поэтому в светофорах запрещающий сигнал имеет именно красный цвет — необходимо что бы водитель мог заранее увидеть светофор и вовремя остановиться [4].
Рис. 2. BRT-9d
Литература:
- Formula SAE, 2.07.2023. [Электронный ресурс].
- URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Formula_SAE (18.06.2024).
- Formula Student, 28.06.2023. [Электронный ресурс].
- URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Formula_Student (18.06.2024).
- Bauman Racing Team — история со вкусом скорости, 22.03.2017. [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/companies/bmstu/articles/ 402549/ (18.06.2024).
- М. М. Михеева /Цвет в дизайне: методические указания по курсу «Цветоведение и колористика» М.:МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008 г.- 63 с.
- Учебное пособие по эргономике для студентов по направлению 072500 62 Дизайн / Владим. гос. ун-т; сост.: А. А. Сидоров. — Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2013. — 24 с.
