В 2018–2019 году в Южно-Уральском государственном университете будет официально запущена программа проектного обучения. Однако эта образовательная технология во многих подразделениях вуза реализуется много лет. В частности, студенты ЮУрГУ с 2012 года занимаются конструированием болидов в рамках инженерных соревнований среди учащихся университетов Формула «Student», организованных Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE), в которые в настоящее время включены 570 команд из высших учебных заведений со всего мира. Инициатором участия ЮУрГУ в них стал декан Автотракторного факультета Юрий Рождественский.
В новой образовательной программе был утвержден проект «Электроболид», который носит междисциплинарный, межинститутский и межкафедральный характер — над ним работает команда студентов Политехнического института, Высшей школы экономики и управления и Института социально-гуманитарных наук. Перед ними стоит задача самостоятельно спроектировать и изготовить максимально динамичный, экономичный, бесшумный и экологически безопасный электроболид. Инновационная разработка учитывает положение отдела «Инженерных студенческих проектов» при Ассоциации автомобильных инженеров (АИИ) России.
«Студенты в университете получают теоретические знания, но теория без практики «мертва». Перед нами стоит задача, чтобы специалист вышел из стен университета, имея конкретные практические навыки, которые он получает, работая над подобными проектами. К реализации проекта «Электроболид» необходимо подойти комплексно. В команду входят около 20 учащихся, студенты разных специальностей объединяются в инновационную инженерную кампанию, в которой они, исходя из технической идеи, разрабатывают проект гоночного автомобиля, после чего проходит его защита. В дальнейшем они создают реальный болид, который будет участвовать в студенческих инженерных соревнованиях Formula “Student” с большим количеством соперников. Это должно способствовать повышению имиджа ЮУрГУ в межвузовской конкуренции на международном уровне», — отметил руководитель проекта, профессор Политехнического института ЮУрГУ Александр Возмилов.
Особенным этот болид делает то, что для него в ЮУрГУ был разработан уникальный электродвигатель. Это стало возможным после того, как в феврале 2018 года к проекту подключился Энергетический факультет. Над ним работали студенты под руководством опытных преподавателей в рамках стратегии по проектному обучению, используя инновационные технические возможности университета: суперкомпьютер с необходимыми лицензионными программами и центры коллективного пользования для изготовления сложных узлов и деталей.
«Разработка электротрансмиссии для транспортного средства является сложной научной и инженерной задачей, над которой работают специалисты во всем мире. Основная проблема заключается в том, что на электродвигатель возлагается непростая функция. Он должен создать очень большие моменты вначале движения колеса и развить высокие скорости на шоссе. Двигатели, которые должны обеспечить этот широкий диапазон скоростей и моментов, серийно не выпускаются. Их надо специально проектировать под эти условия. На Энергетическом факультете был разработан уникальный инновационный электродвигатель, который удовлетворяет этим требованиям. За счет комбинированной системы возбуждения от мощных постоянных магнитов и обмотки он имеет малые габариты и широкий диапазон регулирования по магнитному потоку. На эту конструкцию мы оформили российский патент. Но эта идея долгое время не имела своего развития, так как для электротрансмисии необходимо решить дополнительно еще ряд задач, связанных с движением транспортного средства. Это разработка тормозной системы, подвески, охлаждения. Объединив усилия со специалистами Автотракторного факультета, нам удалось сделать шаг вперед для изготовления реального опытного образца», — рассказал декан Энергетического факультета ЮУрГУ Сергей Ганджа.
В настоящее время студенты занимаются сложными электромагнитными и тепловыми расчетами, созданием 3-D модели электродвигателя и разработкой конструкторской документации. Изготовить и испытать готовый опытный образец предполагают уже в декабре 2018 года. Согласно расчётам, инновационный электродвигатель будет намного меньше существующих, поэтому прорабатывается вариант мотор-колеса, то есть размещение вентильного двигателя, планетарного редуктора и тормозной системы в внутри диска колеса. Непосредственное руководство данной работой осуществляют магистрант Энергофакультета Иван Чуйдук и аспирант АТ Григорий Салимоненко.
Однако создание электроболида невозможно без материальных вложений. Для реализации проекта требуется 1,5–2 миллиона рублей. Финансовый вопрос также решают студенты — они рассчитывают на получение грантов, привлечение спонсоров и взаимодействие с предприятиями. Для этого необходимо продвигать проект в медиасфере, чем занимаются журналисты ИСГН. Учащиеся ВШЭУ в свою очередь составляют отчет по стоимости электроболида и разрабатывают бизнес-план для рынка непрофессиональных гоночных автомобилей. Таким образом, студенты, задействованные в проекте, проходят путь от идеи создания конкретного продукта до его продажи. Ключевыми показателями эффективности проекта станут выступления на инженерных соревнованиях и конференциях международного уровня, публикации научных статей в базе данных Scopus, создание контактов с командами зарубежных вузов и активное участие бизнес-сообщества в качестве спонсоров, экспертов и селекционеров.
Проект электроболида будет представлен в конце 2019 года на всероссийском научно-техническом соревновании в Москве, которое является подготовительным этапом Formula Student в Европе. Специалисты оценят разработку студентов и дадут рекомендации по ее усовершенствованию. Планируется, что электроболид будет готов уже в 2020 году. Пожелаем ребятам удачи в этом интересном проекте и побед в международных соревнованиях!