О том, как рождается транспорт будущего, рассказывает руководитель СКБ, доктор технических наук, профессор кафедры «Электрооборудование и электронные системы автомобилей и тракторов» (ЭиЭСАТ) Александр Григорьевич Возмилов.
Главная идея
– В 2012 году, – говорит учёный, – Центр стратегических исследований и разработок Сибирского федерального университета опубликовал аналитический доклад «Будущее высшей школы в России: экспертный взгляд». В докладе отмечено, что в 1990-х в североамериканской и англо-саксонской системах инженерного образования начался пересмотр подхода к аккредитации образовательных программ.
Акцент делается на оценку не теоретических знаний, а навыков и умения их применять в контекстах, максимально приближённых к будущей профессиональной практике.
Рассматривая проблемы высшего образования России, авторы доклада отмечают ряд проблем в подготовке инженеров, в частности: слабое развитие проектного обучения и бизнес-мышления; недостаточное взаимодействие вузов с промышленностью и друг с другом; нехватка мотивации к обучению у студентов, и так далее. Где выход?
Один из вариантов решения проблемы для российских вузов – участие в международном движении «Формула Студент».
В основе этого проекта лежат следующие принципы: самоорганизация студенческих команд; реализация концепции CDIO – воплощение полного цикла развития продукта (планирование, проектирование, создание, управление); создание реально работающего прототипа 1:1; единый регламент; межвузовская конкуренция; международность; активное участие бизнес-сообщества в качестве спонсоров, экспертов и селекционеров.
Таким образом, «Формула Студент» – наиболее яркий пример реализации проектного метода обучения в инженерном образовании, а также инструмент взаимосвязи образования и индустрии.
Основная задача соревнований класса «Формула Студент» – научить ребят применять полученные в университете знания на практике, работать в команде над сложными комплексными проектами. Молодые люди участвуют во всех этапах создания изделия – от замысла до рабочего образца, разрабатывают технические решения, делают чертежи с использованием современных компьютерных программ (например, Solid Works), проводят испытания – на стендах и в реальных условиях. А для этого требуется высокий уровень подготовки. В то же время это состязания идей, университетов, битвы умов.
Мне довелось побывать в разных вузах, которые занимаются такими проектами. Некоторые уже построили по пять автомашин по разным регламентам. Поездки оказались весьма полезны с точки зрения приобретения опыта.
Хорошо известно, что выхлопные газы вредят окружающей среде – электротранспорт для экологии гораздо безопаснее. Поскольку электромобили – один из перспективнейших видов транспорта и во всём мире их разработке и внедрению уделяется большое внимание, СКБ занялось гоночным электроболидом. Отмечу, что за рубежом созданы десятки гоночных электромобилей.
История вопроса
Соревнования машин «Формулы Студент», разработанных в вузах, проходят в разных странах. Это движение бурно развивается. Университетские команды, в которые входят управленцы, инженеры, экономисты, пилоты, осуществляют процесс создания болида полностью – от замысла до воплощения. Конечно, применяются различные решения, в том числе инновационные, но – в рамках технического регламента, который устанавливается Ассоциацией автомобильных инженеров США. Аналогичная структура есть и в нашей стране. В нынешнем году Ассоциация автомобильных инженеров России приняла решение создать Комитет студенческих инженерных проектов.
Первооткрывателем «Формулы Студент» в России стал Московский автомобильный дорожный государственный технический университет (МАДИ), команда которого была основана в 2005 году.
Вслед за МАДИ в 2008 году представил свой первый болид Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ). В настоящий момент он занимает самое высокое место среди российских команд в общемировом зачёте. В 2012 году к участию в международных соревнованиях подключились РУДН и МГТУ имени Баумана. В настоящее время в России в 22 вузах существует 24 команды.
В нашем университете инициативная группа студентов автотракторного факультета обратилась к декану Юрию Владимировичу Рождественскому с предложением организовать команду «Формула Студент ЮУрГУ». Декан идею поддержал, и в 2011 году вышел приказ ректора о создании команды. Куратором её стал доцент кафедры «Автомобили» Александр Дмитриевич Рулевский, а душой – капитан, студент АТ факультета Евгений Пырегов. Практически через год был спроектирован и изготовлен первый болид, «Феникс». Неоценимую помощь в работе над машиной оказал научно-производственный институт «Учебная техника и технологии» во главе с директором Георгием Илларионовичем Калягиным.
Команда выступила под брендом «Сердце Урала» (Heart of Ural). В период 2013–2014 годов её члены активно участвовали в ежегодных Всероссийских форумах студенческих инженерных проектов в Москве и Тюмени, выступали с докладами на студенческих научных конференциях. Команда состояла из студентов – настоящих энтузиастов, можно сказать, фанатов, влюблённых в автомобили и скорость. Но они завершили обучение в университете. Им на смену пришли новые бакалавры, магистры, аспиранты с разных факультетов ЮУрГУ. Они продолжили работу уже над новым проектом – гоночным электроболидом.
Кто в команде?
Поскольку создание электроболида – комплексный проект, в команду входят студенты разных факультетов ЮУрГУ: автотракторного, аэрокосмического, архитектурного, компьютерных технологий, управления и радиоэлектроники (приборостроительного), энергетического, экономики и управления и даже журналистики. Ничего удивительного: нынешние автомобили – сложные изделия, для их проектирования применяются современные компьютерные программы, для изготовления – материалы, используемые в авиации и космонавтике. Управляют ими тоже с помощью компьютера. Дизайн осуществил студент архитектурного факультета. Вопросами логистики, финансовой стороной занимаются экономисты и управленцы. Для продвижения проекта в масс-медиа нужны журналисты. Поэтому команда включает три отдела. В техническом инженеры занимаются подвеской, двигателем, несущей системой, трансмиссией, рулевым управлением, электрикой (электрооборудованием) и дизайном. Задачи отдела экономики и управления проектом – составление смет, поиск, закупка и доставка деталей, организация поездок на этапы. Наконец, отдел развития и продвижения работает со СМИ (радио, телевидение, печать, интернет-ресурсы) и спонсорами, осуществляет набор в команду, ведёт её базу данных (летопись). Этот отдел также важен: ведь о проекте должен знать бизнес – команда учится зарабатывать деньги, построить автомобиль – удовольствие не из дешёвых. Органы власти могут оказать перспективному проекту всестороннюю поддержку. Спонсоры взамен на предоставление материалов, деталей и так далее получают рекламу.
Полученные результаты становятся частью курсовых, дипломов, магистерских и кандидатских диссертаций, ложатся в основу научных статей, патентов. То есть участники команды одновременно работают над интересным проектом, повышают уровень знаний, занимаются наукой и, главное, – учатся применять знания на практике. Уже сейчас данные, полученные при создании болида «Феникс», вошли в выпускные квалификационные работы студентов. От автотракторного факультета в команде участвуют три аспиранта, под чьим руководством работают по два магистранта, а каждый из них, в свою очередь, курирует двух студентов, обучающихся по программам бакалавриата. Каждый отвечает за определённый узел. Старшие наставляют младших, подтягивают до своего уровня.
Это долговременный проект. Соревнования проходят ежегодно, меняются требования к болидам «Формула Студент», модернизируются машины. Меняется и состав команд: одни оканчивают университет, а другие приходят им на смену. Оптимально, если студенты вливаются в команду с первого, второго курсов. На кафедре мы регулярно проводим обсуждения проекта.
На сегодняшний день в составе команды «Formula Electric South Ural» от автотракторного факультета: капитан – Ефим Конев, за рулевое управление отвечают Александр Лопухов и Антон Союстов, за подвеску – Евгений Цымбалюк, Александр Васютин, Иван Сивков и Максим Мухортиков. Над педальным узлом трудится Евгений Наумов, над тяговым приводом – мой аспирант Денис Коробков. Аккумуляторными батареями занимаются магистрант Григорий Салимоненко и другой мой аспирант, Вячеслав Калмаков, а электронной системой управления электромобиля – также мой аспирант, Александр Баканов, и студент автотракторного Семён Дойников. Над рамой болида работает студентка аэрокосмического Мария Корнева, а над его дизайном – студент архитектурного Константин Воложенин. Отдел экономики и управления проектом – студенты Валерий Климов и Тимофей Логинов (факультет экономики и управления, кафедра «Экономика и управление проектами»). Секретарь команды – Ольга Челенкова (энергофак), а со СМИ сотрудничают журфаковцы Дмитрий Яйцев и Анастасия Фролова. Конечно, изучается опыт создания различных болидов, в том числе «Феникса».
О планах и не только
Примерно полгода должно уйти на проектирование электроболида, ещё полгода – на его изготовление. Разумеется, все узлы пройдут экспертизу, статические и динамические испытания – сначала на стендах, в различных режимах, а потом в реальных условиях.
Руководство университета оказывает нам всестороннюю помощь. Проект курируют проректоры ЮУрГУ по учебной работе Андрей Владимирович Шмидт и Андрей Александрович Радионов. Благодаря тому, что ЮУрГУ обладает самым передовым оборудованием, включая современные станки с числовым программным управлением, в вузе можно будет и изготовить многие детали и узлы, и собрать болид.
Недавно мы ездили в Тюмень, где участвовали в региональных научно-технических соревнованиях Formula Tyumen 2015, которые проводятся при поддержке областной администрации. В первый день состязались команды Урала и Сибири. Участники из всех городов представили презентации и научные доклады. Судьями выступили эксперты итальянской компании Dallara Automobili Мариус Трэжэк и Алессандро Сантини. Их оценка очень важна: фирма готовит автомобили для гонок. Мы заняли третье место.
Пользуясь случаем, хочу поблагодарить всех, кто оказывает содействие команде, особенно Юрия Владимировича Рождественского, Леонида Александровича Баева, Ольгу Васильевну Ануфриеву, всех преподавателей, которые принимают активное участие в наших разработках. Надеюсь, что эта помощь будет продолжаться и расширяться.