2 - 2004

«Бегун» обгоняет время

П.С.Голдовский, Е.М.Ротенберг

Христиану Гесслингу (Christian Hessling) и Михаэлю Греффу (Michael Gra..ff), двум немецким студентам механического факультета технологического университета города Дармштадта (Германия), порядком надоели бесконечные экзамены и тесты. Им ужасно хотелось попробовать себя в проектировании настоящих механизмов и создать нечто сногсшибательное. Тем более что первый опыт проектирования у друзей уже был — им приходилось участвовать в конкурсе проектировщиков, устроенном компанией IDC в 1998 году на кафедре инженерного дизайна университета. Но теперь им хотелось разработать новое средство передвижения, с помощью которого два среднестатистических человека могли бы путешествовать со скоростью до 40 км/ч, причем с комфортом и на значительные расстояния, используя только силу мышц.

Однажды они поделились своей идеей с Берндом Хейдеманом (Bernd Heidemann), научным консультантом, который посоветовал им обратиться к своему боссу, профессору Биркхоферу (Birkhofer). Профессор, известный в университете как специалист по созданию средств обучения, оказался еще и заядлым велосипедистом-тандемщиком. Он энергично взялся за новую идею, и дело пошло.

Прежде всего Биркхофер предложил студентам спланировать работу так, чтобы продемонстрировать новое механическое чудо уже на ежегодной выставке в Ганновере в 2000 году на стенде, посвященном разработке новых экологически чистых средств передвижения. Участие в предстоящей выставке диктовало особые требования к качеству проектирования и изготовления будущего изделия. Что касается дизайна, то был выбран единственно правильный путь — студенты обратились за помощью на кафедру инженерного дизайна университета, заодно решив освоить специальность промышленного дизайнера. Профессор Мельцер (Melzer) принял изобретателей очень доброжелательно, а после того, как узнал подробнее об их планах, энергично взялся за дело — помог разработать техническое задание на проектирование.

Наконец, в феврале 1999 года началась концептуальная фаза проектирования движущегося средства. Задачи проектирования и последующего изготовления движущегося средства рассматривались в комплексе, а новое средство передвижения и весь проект в целом получили название «Лёйфер» (Laufer), что в переводе с немецкого означает «бегун».

В общем, абстрактная идея Христиана и Михаэля переросла в конкретную техническую разработку и обрела технические характеристики, соответствующие техническому заданию. На регулярных встречах инициативной группы присутствовали все энтузиасты проекта: студенты овладевали знаниями и опытом проектирования, а профессора вносили новые идеи, которые затем воплощались в проекте «Лёйфер». В июле 1999 года стадия концептуального проектирования завершилась презентацией проекта на кафедре инженерного дизайна. Модель и разработка в целом были приняты, с одним лишь замечанием от профессора Биркхофера, который, рассуждая о стратегии и тактике проектирования, сказал: «Букет цветов становится все больше, и мы должны уже сейчас позаботиться, чтобы он помещался в вазе…»

Основные характеристики механического средства впоследствии не раз становились предметом дополнительного обсуждения. С сырыми, наполовину законченными 3D-моделями и на основе деталей от старых велосипедов была разработана, протестирована и оптимизирована геометрия шасси, рулевого управления и вся эргономика будущего средства передвижения. То и дело возникающие споры среди проектировщиков выносились на всеобщее обсуждение и подвергались инженерному анализу.

До начала работы выставки оставалось очень мало времени — всего три месяца. Эксперты по дизайну не скрывали своих сомнений: «Дизайн для велосипеда? Забудьте об этом!» Разработчикам просто негде было найти ничего подобного, поскольку продукции такого рода вообще не существовало. Для изготовления прототипа требовались средства и современные технологии. Разработчики «Лёйфер» обратились к ряду компаний, занимающихся изготовлением пресс-форм, литьем пластмасс с использованием CAD/CAM-технологий. В конце концов деньги и возможности для постройки десяти опытных экземпляров были найдены.

Оставалось выполнить последнее условие проекта — успеть к выставке, ибо уже через четыре недели конструкцию необходимо было представить в виде 3D-модели для CAD/CAM. Профессор Андерл (Anderl), руководитель группы проектировщиков Технологического университета Дармштадта, рекомендовал для проектирования имеющуюся в университете CATIA V5R3. Выбор CATIA V5 был обусловлен еще и тем, что в проекте было задействовано несколько поставщиков, производящих самые разнообразные изделия — от велосипедных осей до застежек-молний. Когда же встал вопрос об обучении, то он решился неожиданно легко — хотя обычно курс занимает недели три, компания Audi Academy предложила обучить работе с наиболее важными функциями системы CATIA V5 всего за три дня…

Короче говоря, прототип движущегося средства был закончен буквально за пять минут до отправки в Ганновер, так что в свое первое путешествие новое изделие отправилось на грузовике. На выставке в Ганновере прототип и проект были приняты хорошо, однако порой раздавались и некоторые критические замечания, которые впоследствии были учтены при доработке изделия. Но уже само участие в выставке означало, что проект оказался безусловно успешным. Появление нового средства передвижения вызвало огромный резонанс в СМИ. Но разработчики чувствовали: прототип все же не дотягивает до требуемых технических характеристик и необходима некоторая доводка проекта. Позже, в мае 2000 года, когда «Лёйфер» уже получил широкое общественное признание, началось повторное проектирование. Тщательный анализ и последовательное исправление ошибок сделали свое дело — удалось достигнуть желаемого уровня качества и выполнить все требования технического задания. Теперь исправленный прототип смог стать основой для промышленного производства изделия. «Бегун» экспонировался на 13 выставках, трижды демонстрировался на европейском Форуме CATIA среди автомобилей «Формулы 1», яхт и других изделий, созданных в CATIA.

Отметим, что спонсоры все-таки нашлись. За шесть лет проекта спонсорами «Лёйфер» стало более 50 компаний, хотя решающую роль сыграла поддержка компаний Die Wethje Kunststoff GmbH (www.wethje-gmbh.com), владеющей технологией работы с углепластиком; Schroter Modell- und Formenbau GmbH (www.modellbau-schroeter.de), изготавливающей пресс-формы самого разного назначения; Invenio Engineering Services (www.invenio.net), производящей инструмент для быстрого прототипирования, и Franke-GmbH (www.franke-gmbh.de), изготавливающей педальные механизмы. Эти компании увидели в проекте возможности для диверсификации своего бизнеса.

Сегодня студенты стали общепризнанными специалистами в области машинного проектирования, хотя получение дипломов университета еще впереди. Уже изготовлена опытная партия движущегося средства из 10 штук, готова к выпуску его одноместная модификация. Несколько солидных фирм предлагают наладить серийный выпуск. А в планах изобретателей — новые экологически чистые средства передвижения.

Авторы признательны Михаэлю Греффу за предоставленные материалы. Дополнительная информация получена по адресу http://www.projekt-laeufer.de.

«САПР и графика» 2'2004