МФТІ є одним з провідних технічних вузів Росії. Інститут по праву займає лідируюче місце по якісному прийому абітурієнтів і кваліфіковану підготовку випускників. Студенти і випускники МФТІ є представниками вузького кола осіб, які, завдяки оточуючим їх можливостям міждисциплінарного наукового освіти, можуть в повній мірі реалізувати свій потенціал.
Унікальна - «Система навчання фізтеху» є одним з кращих підходів до освіти, що доводить її існування майже в незмінному вигляді вже більше 60 років. Отримання фундаментальної освіти в області математики і фізики, попереднє знайомство з обраної спеціалізації поряд з набуттям навичок самостійної роботи вже на 4м курсі забезпечують кожного студента обсягом знань і досвіду повноцінного вченого. Таким чином, до закінчення навчання студенти вже мають значні досягнення в обраному ними напрямку діяльності.
Дослідження в МФТІ охоплюють широке коло областей теоретичної і експериментальної фізики, енергетики та біомедицини, хімії і прикладної математики. Підтримка ряду державних і приватних наукових і інвестиційних фондів дозволяє нашим вченим кожен день вести розробки на передньому краї науки, щоб зробити світ більш досконалим, зручним і безпечним.
Закони класичної механіки не дають автодизайнерів розвернутися
В автомобілі SLR McLaren його творці прагнули об'єднати стиль SLR 50-х років з сучасними високотехнологічними рішеннями. Розробка аеродинамічній концепції велася Mercedes-Benz спільно з McLaren. Днище автомобіля було вирішено зробити практично гладким, а під задньою частиною кузова встановити спеціальний шестиканальний дифузор, як буває у автомобілів Формули-1. Фото: Daimler AG
Багато хто вважає, що зовнішній вигляд автомобіля визначається виключно технічною естетикою і смаками дизайнерів. Але в дійсності це не так: свобода дизайнера дуже обмежена технічними можливостями автомобільної промисловості і об'єктивними законами класичної механіки. У битві з опором повітря і в прагненні максимально використовувати його потік для поліпшення стійкості автомобіля на дорогах у конструкторів і дизайнерів нерідкі вдалі знахідки, але бувають і лжеулучшенія, коли створюється лише видимість хороших аеродинамічних якостей.
Перші «безкінні екіпажі» успадкували форму екіпажів кінних - як правило, легких прогулянкових колясок. З огляду на, що швидкість пересування таких автомобілів рідко досягала 20 км / ч, говорити про серйозне вплив повітряного потоку на технічні характеристики такого транспорту не доводиться. Швидше, міг досадити порив вітру. Але вже до другого десятиріччя своєї історії автомобілі зазнали серйозних змін. Поява все більш потужних двигунів змусило конструкторів задуматися про способи подолання опору зустрічного потоку повітря.
Перші досягнення в аеродинаміці автомобілів відбувалися завдяки спортивним автомобілям, які дещо відрізнялися від своїх серійних побратимів - ентузіасти-водії замінювали деталі на менші за розміром, а то і зовсім відмовлялися від них за непотрібністю. Так, у автомобілів для пробігів і кільцевих гонок з'явилися маленькі щитки-крила на колесах. захищали від бруду, але не створювали такого опору, як заводські крила-підніжки. Цій же меті служили маленькі щитки замість цільного переднього скла. Тоді ж додумалися закривати брезентом місце, де ніхто не сидить - силует автомобіля виходив більш гладким.
У 1920-ті роки спортивний автомобіль став самостійним явищем - до цього для спортивних цілей використовувалися виключно перероблені серійні моделі. Одномісний, схожий з-за звужує «корми» на човен автомобіль з відкритими колесами і низьким скляним щитком перед водієм - ось характерний образ спортивних авто того часу.
У 1930-ті роки їх вигляд змінився: кузов звузився, тому в дверях з'явилися спеціальні вирізи для ліктів. Подальший розвиток технологій та конструкторської думки привело і до ще більшої диференціації: автомобілі тепер робили спеціально для конкретних типів гонок. Такими стали знамениті сигароподібної автомобілі Mercedes-Benz і Auto Union міжвоєнної доби. Дизайн спортивних автомобілів, що створювалися в останні перед Другою світовою війною роки, досі захоплює своєю неповторністю, функціональністю і красою.
За два міжвоєнних десятиліття відбулися серйозні зміни в компонуванні і серійного автомобіля. Подивіться на дореволюційні Руссо-Балти - вони досить високі, і при їх створенні використовували пряму раму сходового типу (автомобіль без встановленого кузова нагадував лежить сходи з приробленими колесами). Коли на раму встановлювався кузов, особливо закритий, конструкція виходила нестійкою, з великою площею поперечного перерізу, через це і лобове опору виявлялося дуже високим. Було ясно, що висоту автомобіля потрібно зменшувати, але неясно, як це зробити.
Lancia Lambda 1922-1925 років. Італьянcкій конструктор Вінченцо Ланча називав свої автомобілі буквами грецького альфавіта. Почав він з «альфи», кожна нова модель називалася наступної грецької літерою. Так через деякий час з'явилася Lancia Lambda. Цей довгий низький чотиридверний «фаетон» з відкидною дахом над задніми сидіннями, розрахований на шістьох осіб, перевернув існувало в той час уявлення про автомобіль. Фото: Fiat Group
У 1922 році в Італії з'являється «низькоросла» Lancia Lambda. Вінченцо Ланча (Vincenzo Lancia. 1881-1937) першим з конструкторів застосував революційну конструкцію - несучий кузов. Всі агрегати кріпилися до кузова, а не до рами. До слова, Lambda також була першою серійною машиною з незалежною підвіскою, амортизаторами і багатьма іншими нововведеннями, гідними окремої розповіді. Зменшення висоти автомобіля досягалося також завдяки двигуну V-подібної компоновки з малим кутом між циліндрами. Такий двигун виходив коротше і нижче, ніж рядний, і вужче, ніж традиційні V-подібні двигуни. Зовні машина виглядала незграбною і надмірно подовженою, але за рахунок зменшення висоти вона має ліпшу керованість і знизилася площа поперечного перерізу.
Lancia Lambda можна назвати невдалою моделлю - за дев'ять років було вироблено більше одинадцяти тисяч машин, але автомобільна індустрія з якоїсь причини не прийняла несучий кузов як стандарт. Можливо, сталося це через сформована практика замовляти кузов в кузовних ательє або через відсутність розрахункових методів, що дозволяють робити несучі кузови витонченими. У будь-якому випадку, стандартом міжвоєнної доби стали автомобілі на вигнутих рамах. Погляньте на автомобілі зниклої американської компанії Duesenberg. При такому низькому вітровому склі всередині має залишатися мало місця. Але як раз після моторного відсіку рама викривляється і йде вниз, так що салон виходить повноцінним. В області заднього моста рама повертається вгору, це дозволяє розмістити всі агрегати ходової частини. Таке рішення не виграє у несучого кузова Lancia в плані аеродинаміки, але воно привабливо з технологічних причин - на одній рамі можна випускати автомобілі з декількома типами кузовів. До кінця 1930-х років європейські автовиробники почали випускати автомобілі на вигнутих рамах. Як приклад можна привести BMW 328 1939 року і її спортивну версію Mille Miglia. Підтвердженням відмінних характеристик стала максимальна швидкість 150 км / год при об'ємі двигуна близько двох літрів.
Післявоєнний період знаменитий появою «народних» автомобілів. Ними стали Fiat 500. модель VolksWagen, відома як Käffer ( «Жук»), і Citroën 2CV. Всі вони мали досить скромними двигунами, тому особлива увага приділялася аеродинаміці кузова. Ці автомобільчики запам'яталися плавними лініями, округлими формами. Довгий карданний вал був відсутній, а коробка передач, двигун і приводні півосі встановлювалися єдиним блоком. У Fiat і у VW заднє розташування двигуна і задній привід, у Citroën двигун розташований спереду і передній привід.
Cadillac Eldorado 1959 року. Фото (Creative Commons license): General Motors
Коли ж побут Європи налагодився, почалася мода на понтонний дизайн кузова, який характеризувався відсутністю виступаючих крил, їх рудиментів і підніжок. Для моделей того періоду характерні досить гладкі боковини зі стилістичними штампуваннями.
Понтонний дизайн захопив і американських автоконструкторів, хоча і ненадовго. Якраз в кінці 1950-х американські автомобільні концерни починають щорічно оновлювати моделі. Тому, якщо Cadillac Eldorado 1953 і 1954 років були в стилі понтон, то вже після 1957 року моделі виконувалися в аерокосмічному стилі, який легко розпізнати за характерними «стабілізаторів» на задніх крилах, достатку хрому, панорамним вітровим і заднім склі, задніми ліхтарями, що нагадує за формою реактивні двигуни. Всі ці прикраси не давали переваги в аеродинамічних характеристиках через велику вагу самих автомобілів і надмірності стилістичних рішень. Це той випадок, коли автомобіль швидше здавався аеродинамічним, ніж був таким.
В цей же час з'явився дивовижний автомобіль Citroën DS. Французькі інженери винайшли гідропневматичне підвіску, але вирішили на цьому не зупинятися і забезпечили свій представницький автомобіль великою кількістю різних нововведень - низький капот, спадаюча лінія даху і кришки багажника, частково закриті арки задніх коліс. Автомобіль мав непоганими аеродинамічними характеристиками і виглядав настільки обтічним, що в фільмі «Фантомас» Citroën DS літав за допомогою висувних крил. І в це було легко повірити.
Концерн General Motors використовує найпотужнішу на сьогоднішній день аеродинамічну трубу, яка знаходиться недалеко від Детройта. Повітряний потік, що досягає швидкості 240 км / год, створює циклопічних розмірів (діаметр близько 13 м) вентилятор, який приводиться в дію електродвигуном потужністю 4500 к.с. Відповідно до законів аеродинамічного моделювання, повітряний потік, що огинає машину, повинен бути досить об'ємним - щоб уникнути впливу стін, які деформують картину обтікання. Як і будь-який прилад такого роду, Мічиганський труба обладнана найточнішими «вагами», заміряли аеродинамічний опір автомобіля в цілому і його окремих частин. Фото (Creative Commons license): Joe Polimeni / General Motors
У 1970-ті роки з'являються повнорозмірні аеродинамічні труби - стенди для випробування аеродинаміки автомобіля. Раніше Автоконструктор доводилося обклеювати випробуваний автомобіль маленькими смужками паперу і в русі знімати на кінокамеру з сусіднього автомобіля їх коливання. Поява аеродинамічних труб поліпшило ситуацію з випробуванням верхній частині автомобіля, але нижня частина довгий час створювала проблеми - позначалося те, що під автомобілем перебувала нерухома поверхню, спотворюють результати. До кінця 1980-х років з впровадженням системи відсмоктування повітря через отвори в підлозі, яка дозволяла імітувати рух полотна дороги під автомобілем, стало можливим отримувати достовірні результати, не вдаючись до будівництва спеціальних макетів. Сьогодні передові аеродинамічні труби оснащені рухомим полотном і здатні імітувати швидкість до 240 км / ч.
Нафтова криза 1970-х років змусив інженерів відмовитися від лжеулучшеній і зайнятися серйозною роботою. Незабаром вони позбулися «стабілізаторів» на кузові і «ракетних хвостів», розробили гладкі боковини і досить низький капот. У першій половині 1980-х років з'являються автомобілі з клиноподібним силуетом: Mercedes-Benz 190 і дивовижна Audi 100, коефіцієнт лобового опору якої склав 0,32!
За останнє десятиліття аеродинамічні обводи кузова стали стандартом: практично всі лінії автомобіля придбали округлі форми. Але, як виявилося, округлий кузов не гарантує хорошої аеродинаміки. В Audi TT першого покоління виявився серйозний недолік - з ростом швидкості задні колеса відривалися від дорожнього полотна. Причиною цього стала зайва округлість автомобіля. Тільки після установки спойлера підйомну силу вдалося нейтралізувати.
Сьогодні коефіцієнт лобового опору (коефіцієнт обтічності) більшості європейських автомобілів наближається до 0,3. Для прикладу, коефіцієнт лобового опору ВАЗівської «сімки» становить 0,46. Щоб знизити коефіцієнт хоча б на одну соту, потрібно прикладати все більше зусиль. Остання модель Mercedes-Benz E класу має коефіцієнт лобового опору 0,26, і це велике досягнення. Конструкторам довелося застосовувати спеціальні спойлери на днище для зниження опору від кожного колеса і безліч інших хитрощів. Найменшим ж коефіцієнтом лобового опору мають автомобілі, призначені для встановлення рекордів швидкості, їх коефіцієнт дорівнює 0,2-0,15.
Mercedes-Benz F 700. Фото: Daimler AG
На думку дизайнерів Mercedes-Benz F 700, прийшла пора знову змінити уявлення про те, яким повинен бути автомобіль. Представницький автомобіль з двигуном 1,8 л. володіє характеристиками автомобіля з V-подібними двигунами об'ємом 3 л. Природно, досягти цього без нових аеродинамічних рішень. Дизайнери почали з переосмислення досвіду минулого - закрили задні арки напівпрозорими ковпаками. Завдяки невеликій двигуну салон вдалося зрушити вперед і вниз (компоновка «cab forward»). Капот двигуна дуже плавно переходить в вітрове скло кабіни. Заднє скло переходить в спадаючу кришку багажного відсіку. Зовнішність F 700 незвичайний. Але, можливо, саме так в майбутньому будуть виглядати автомобілі, які візьмуть вгору в тривалій битві з повітрям.
Телеграф "Вокруг Света»: Повітряні кайдани дизайнера
Якщо ви помітили в тексті помилку, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter.