Юрий Долматовский - Беседы об автомобиле
Вот как организовано теперь производство автобусов в Советском Союзе.
Ни Московский, ни Горьковский заводы сейчас этим делом не занимаются. Существуют специальные автобусные заводы во Львове, Ликине под Москвой, Павлове-на-Оке, Кургане, Энгельсе, Риге. Первые два завода используют двигатели и некоторые другие узлы конструкции ЗИЛ. вторые два – газовские. Автоматические коробки передач для всех городских автобусов делают во Львове и по совместно разработанному проекту в Чехословакии; мосты и подвески в Венгрии, и так далее. Разработаны унифицированные части кузова. А микроавтобус РАФ, если не вдаваться в детали, как бы складывается из спроектированных и изготовленных в Латвии кузова и рамы, двигателя и некоторых агрегатов «Волги», фар из ГДР, унифицированных сидений.
Казалось бы, в новых условиях задача разработчика компоновки сводится к размещению в пространстве новых узлов, вроде игры в детский «Конструктор», и тем самым упрощается. На деле же она усложнилась, поскольку он должен оглядываться на другие конструкции, уже имеющиеся или подготовляемые к производству. А производство и обслуживание машин в эксплуатации действительно упростились. Изменилась задача и проектировщика агрегатов. Сократилось их общее число, но к разработке каждого из них нужно подходить более ответственно, с учетом разных возможных сфер его применения.
Нечто подобное произошло в проектировании и производстве легковых автомобилей. Так, одинаковые двигатели и коробки передач для разных моделей «Москвичей» и «ИЖей», сходящих с конвейеров в Москве и в Ижевске, поступают из Уфы; у американского «шевроле-вега», западногерманского «опеля» и английского «воксхолла» – одинаковые двигатели корпорации «Дженерал моторе».
Итак, начинается работа над компоновкой.
Именно здесь происходит зримое согласование выраженных в «Техническом задании» требований потребителей, производственных возможностей заводов, творческого замысла конструктора.
Было бы неверно описывать этот процесс как совершенно незыблемый ряд операций, вроде: сначала выбирают размеры сидений и располагают их наилучшим образом, потом определяют места для агрегатов, затем подыскивают агрегаты из числа выпускаемых промышленностью, далее очерчивают образовавшееся пространство, работают над формой кузова и т. д., и т. п. В действительности все и так, и не так. Определенная последовательность, конечно, соблюдается. Но вместе с тем каждый этап вплетается в другие. Вот выбран подходящий двигатель. Намечено поставить его продольно спереди. Тут же возникает множество вопросов. Не перегрузит ли двигатель передние колеса? Не слишком ли он высок для профиля машины, рисующегося в воображении конструктора? Может быть, наклонить цилиндры вбок? Не будет ли при этом затруднен доступ к свечам зажигания? С какой стороны у него карбюратор и выпускной коллектор, и не помешают ли они размещению руля и педалей? Подобные вопросы возникают на всех этапах проектирования.
В наше время на помощь конструктору приходит электронно-вычислительная техника. Варианты решения всякой конкретной задачи могут быть переведены на язык алгоритмов и стать программой для машины, которая точно определит, какое решение наивыгоднейшее.
Но она не исключает и очень эффективный старый способ решения пространственных задач, применяемый при проектировании: изготовление макетов. Кроме того, бывает, что конструкторов интересует и увлекает сам процесс поиска, и они не хотят отдавать его на откуп машине. А расход времени? А объективность и точность принимаемого решения? Существует компромисс – сочетать творческий поиск с системной методикой. Вот пример системной таблицы для уже затронутого случая выбора двигателя (см. стр. 130).
Таблица дает первое приближение к решению задачи. Несмотря на малую массу двигателя Б (иногда этот единственный параметр может перевесить чашу весов), он вряд ли приемлем. Недостаточна мощность, велики переделки. Два других двигателя близки по сумме оценок. Дефицитность двигателя В сводит на нет его преимущества, и это может послужить причиной для отвода. В самом деле, чего стоят превосходные качества агрегата, если предприятие будет испытывать трудности при его поставках? Остается двигатель А. Если взять его таким, как он есть, то придется смириться с необходимостью поднять капот против первоначально намеченного уровня или сделать в нем выступ как у «Волги» и, может быть, несколько ухудшить обзор дороги с места водителя. Но можно пойти на то, чтобы наклонить его цилиндры как у «Москвича», произведя некоторые переделки.
Уже такая упрощенная таблица позволяет оценить в едином измерении, казалось бы, несоизмеримые вещи и очень помогает конструктору. Да и составлять таблицу интересно. Помимо всего прочего, она и программированию способствует. Можно ввести для каждого параметра коэффициенты его «весомости», тогда таблица будет более точной. Системный метод удобен для оптимизации любого сравнения, любого спора, любой дискуссии.
ПРИМЕРНАЯ ТАБЛИЦА ВЫБОРА ДВИГАТЕЛЕЙ
* Возможна установка двигателя с наклоном цилиндров вбок (данные в знаменателе).
– Есть надежда вскоре увидеть очертания будущего автомобиля!
– Очертания, значит – чертеж, линии на бумаге. Будут и они. Но конструктор не только чертежник.
– Знаю, он и художник.
– Более того, это скульптор, плотник. Одним словом: и академик, и герой, и швец, и жнец…
В петровские времена, когда зародились приемы корабелов, всякую большую площадь называли на немецкий или голландский лад плацем. А чертеж корабля был и остался большой площадью, перекрытой деревянными щитами. Всю ее корабелы разбивали продольными и поперечными линиями на метки, линии нумеровали, а затем, пользуясь длинными гибкими рейками, в натуральную величину проводили плавные обводы будущего судна – стрингеры, баттоксы, шпангоуты. Чтобы свести к минимуму и без того большие, даже для одного только бокового вида судна, размеры плаца, виды сверху (план), спереди и сзади совмещали с боковыми. Сетка линий давала возможность увязывать проекции, не совершая частых переходов из конца в конец плаца. Все же ходить по нему приходилось, для этого на сапоги надевали мягкие туфли, как это теперь делают посетители музеев. А при черчении не оставалось ничего другого, как ложиться на щиты и ползать по ним. То ли от этого ползанья, то ли от слова «плац» такой чертеж стали называть «плазом», а иногда щитом. Прямо со щитов снимали шаблоны для выпиливания и гибки деревянных брусков, к щитам же прикладывали готовые бруски для проверки.
При чем тут автомобиль?
При том, что плазовый чертеж, или плаз, успешно применяемый по сей день в судостроении, переняли экипажных дел мастера, а затем и автомобилестроители (а также проектировщики самолетов и других крупных машин и сооружений).
Но не только плаз (к нему еще придется вернуться) отличает автомобильное проектирование от обычного машиностроительного.
На первый взгляд рабочее место компоновщика автомобиля такое же, как у всякого конструктора. Черчение как черчение. Большая доска с «кульманом». Кипы справочников и предварительных расчетов на соседнем столе.
Но стоит присмотреться внимательнее, и станут заметными предметы, которых не встретишь в других КБ. Это прежде всего шаблоны, выпиленные из плексигласа. Самый заметный из них – фигура человека на шарнирах, вроде игрушечного паяца, только в профиль, а не анфас, и без тесемок. Это «средний человек». Придав его фигуре сидячее положение, компоновщик прилаживает его к чертежу, определяет контуры сидений. Шевельнув ногу и руку шаблона, он намечает места, где расположатся руль, педали, передняя стенка кузова. Из точки «глаза» проводит линии, чтобы найти границы ветрового окна и верхней панели капота, обеспечивающие требуемую видимость дороги и светофоров. Другие шаблоны – контуры выбранного двигателя, колесо в поперечном сечении, квадратик аккумулятора. Все в масштабе будущей компоновки.
Наметив базовую линию пола, подвигав по доске и обведя шаблоны, подсчитав приближенно распределение масс, компоновщик набрасывает примерные очертания автомобиля. Копии этой ориентировочной компоновки передаются разработчикам агрегатов и механизмов, макетчикам, художникам. Теперь проектирование пойдет по нескольким руслам, более или менее параллельным, но то и дело соприкасающимся, опережающим друг друга.
Вот сконструирована вчерне передняя подвеска. Пробуют «вставить» ее в компоновку автомобиля. Выясняется, что двигатель не размещается между пружинами подвески. У доски компоновщика собирается летучий технический совет. Как лучше решить проблему? Поднять двигатель или отодвинуть его назад? Раздвинуть пружины, смирившись с расширением габарита автомобиля, или отвергнуть предложенную конструкцию подвески и разработать новую? Спор неожиданно нейтрализуют художники. Не нужно, говорят они, расширять весь корпус кузова; они согласны предусмотреть на нем выступы для колес – теперь такие выступы входят в моду и, кстати, защищают кузов от загрязнения.
