РОДСТЕР FOX

Замысел проекта автомобиля-родстера FOX родился в 2004 г. из юношеской идеи построить открытый спортивный автомобиль с оригинальным внешним видом для удовлетворения личных конструкторских амбиций. Ещё в школьные годы я занимался автомодельным спортом, неоднократный призер чемпионатов России. Учился в ярославском политехническом университете на кафедре двигателей внутреннего сгорания. Там же окончил аспирантуру. Сейчас работаю главным инженером-конструктором в фирме, деятельность которой связана с композитными материалами, (со стеклопластиком и углепластиком работал ещё в школе, будучи моделистом). Проектирую различное нестандартное оборудование.

Инженерную проработку FOX осуществлял, используя книги по проектированию шасси автомобиля немецкого автоконструктора Й. Рампейля и других авторов.

После проработки компоновки автомобиля получил основные размеры шасси (колея, база, дорожный просвет, высота), которые были отданы в проработку дизайнеру.

Ввиду скромного бюджета решил делать автомобиль небольших размеров с использованием комплектующих от отечественных машин. Планировал силовой агрегат взять от переднеприводных автомобилей волжского автозавода и сделать двухместный родстер с поперечно расположенным двигателем перед задней осью.

 мере работы над проектом родилась идея построить не одиночный автомобиль, а небольшую серию и даже осуществить бизнес-проект с созданием фирмы по производству оригинальных родстеров по технологии kitcar. Эта технология подразумевает поставку клиенту комплекта для сборки автомобиля, при этом готовность комплекта может быть различной, от поставки голой рамы и неокрашенного кузова до готового автомобиля под ключ. Система kitcar применяется во многих западных странах, но в России эта рыночная ниша свободна. Предполагалось, что большая часть клиентов будут заказывать шасси и кузов, а остальные комплектующие докупать по мере необходимости непосредственно на фирме или у сторонних производителей. При такой организации у клиента появляется, с одной стороны, возможность снизить затраты на покупку автомобиля, с другой — он получает удовольствие от сборки и настройки под свои требования конкретного автомобиля.

Концепция использования в базовом варианте комплектующих с отечественных автомобилей позволяет воспользоваться широким выбором запчастей для тюнинга или использовать части с автомобиля донора. Однако клиент может использовать вместо отечественных деталей необходимые узлы от иномарок или заказать специальные детали. В любом случае рама и кузов автомобиля оставались полностью оригинальными, что позволяло их запатентовать и оградить фирму от плагиата, а также придать автомобилю узнаваемую внешность.

Автомобиль-родстер FOX: основные геометрические характеристики

Рама: основные размеры и изображение 3D

Компоновка автомобиля:

1 — радиатор; 2 — багажный отсек; 3 — рулевая рейка; 4 — перегородка между багажным отсеком и кокпитом; 5 — педальный узел; 6 — рулевая рейка; 7 — приборная панель; 8 — спортивные сиденья-ковши; 9 — дуга безопасности; 10 —подкос дуги безопасности; 11 — обтекатель; 12 — силовой агрегат; 13 — кронштейны поддержки панелей кузова; 14 — выхлопная система

Конструкция передней подвески

Конструкция задней подвески

Схема открытия крышки багажника (впереди), капота моторного отсека (сзади) и дверей (по бокам)

Масштабная модель FОХ из пластилина

Теперь перейдем непосредственно к конструкции родстера FOX. На чертежах представлен существующий базовый вариант автомобиля. В основе шасси заложена пространственная трубчатая рама массой 100 кг из стальных труб квадратного сечения 25x25x2 мм. Почти все участки рамы состоят из треугольников, что придаёт ей очень высокую жёсткость на кручение, превосходящую таковую даже в серийных автомобилях, что положительно сказывается на управляемости. Кузов автомобиля — стеклопластиковый толщиной 4 мм: имеет 12 панелей внешней обшивки, 9 панелей интерьера и весит 70 кг.

Мастер-модель изготавливалась из набора шпаций, привязывалась в 3D, затем делались шпангоуты из стального листа толщиной 1 мм, собирались на подмодельной плите с технологическими напусками, потом с неё снималась почти чистовая матрица, а в ней выклеивалась деталь.

Для изготовления панелей использовалась не дающая усадки, достаточно текучая, не сильно токсичная эпоксидная композиция «Этал-370» московской фирмы «Эпитал». Внешний слой панелей состоит из гелькоата толщиной 0,5 мм на этой же смоле, но с добавлением пигмента (диоксида титана) и тиксотропной добавки — аэросила. Затем идут два армирующих слоя из тонкой стеклоткани плотностью 220 г/м2, потом три слоя стеклорогожи плотностью 300 г/м2. Слои ткани пропитываются кистью, соотношение смолы к стеклоткани получается примерно 50/50. Детали получаются прочными — вставал на переднее консольное крыло автомобиля — оно даже не прогибалось.

Снизу днище автомобиля, зашито гладким композитным пластиковоалюминиевым листом. Пол — это плоская часть пространственной рамы из квадратных труб размерами 25×25, на ней сверху, в местах, где сидят пассажиры, находятся бак, аккумулятор, электрика и педали, положена фанера толщиной 8 мм.

Похожая технология используется в автобусах. Снизу к этим же трубочкам, но по всей поверхности днища наложен лист из композитного сэндвича толщиной 3 мм. Этот лист используется для изготовления рекламы и вентилируемых фасадов и представляет собой сэндвич из ПВХ, оклеенный с двух сторон листовым алюминием толщиной 0,7 мм, что легче и прочнее, чем сплошной лист из алюминия. Днище получается абсолютно плоским. Между пассажирскими сиденьями находится центральный тоннель, снизу ограниченный листом днища, сверху стеклопластиковой деталью, которую собственно так и называю -«центральным тоннелем». Внутри тоннеля проложены трубки системы охлаждения, трос газа, тормозные трубки, трубки топливопроводов, тяга переключения КПП, тросы ручного тормоза и проводка.

Крепление фанерного пола и листа днища снизу дополнительно на саморезах с прессшайбой, попутно усиливая раму. Стеклопластиковые детали обшивки и детали, которые необходимо снимать, крепятся винтами с внутренним шестигранником через прессшайбы к специальным резьбовым заклёпкам, запрессованным в раму.

Испытания шасси FОХ

Монтаж шпаций для изготовления мастер-модели

Заливка пространства между шпациями монтажной пеной

Мастер-модель

Изготовление матрицы по мастер-модели

Готовая матрица

Деталь переднего обвеса, изготовленная в матрице

Ещё отмечу, что крышка багажника и двери — полые детали склеены из двух половин. На задних крыльях и на массивной «морде» изнутри подклеены брызговики. Остальные детали — это корки.

Моторный отсек находится в задней части кузова. 16-клапанный двигатель мощностью 150 л. с. (форсированный двигатель от ВАЗ-2112) расположен поперечно перед задней осью. Выпускная система сварена из полированных нержавеющих труб и вынесена назад за пределы кузова. Коробка перемены передач также выполнена на базе вазовской переднеприводной КПП, однако изменены все передаточные числа, усилены валы и установлен дифференциал повышенного трения. Переключение передач осуществляется укороченным рычагом с тягой, идущей назад внутри центрального тоннеля и проходящей под силовым агрегатом. Схема расположения передач аналогична переднеприводным вазовским моделям, однако обрела чёткость переключения.

В подвеске автомобиля хотя и использованы детали серийных автомобилей, но рассчитана она заново (изменена кинематика и динамические характеристики пружин и амортизаторов). На всех четырёх колесах использованы кованые легкосплавные диски, с низкопрофильными шинами редкой размерности 185/50R14. Передняя подвеска независимая поперечная двухрычажная, выполнена с использованием рычагов, поворотных кулаков и ступиц от заднеприводных автомобилей ВАЗ. Амортизаторы настраиваемые, пружины английского производства, стабилизатор поперечной устойчивости оригинальной конструкции. Задняя подвеска независимая, типа Макферсон, выполнена на базе рычагов и ступиц автомобиля ВАЗ 2108, амортизаторные стойки и пружины оригинальные. Рулевое управление реечное, имеет 2,5 оборота от упора до упора, с рулевой рейкой импортного производства и оригинальными рулевыми сошками. В тормозной системе применены вентилируемые дисковые тормоза от ВАЗ 2112 на всех колёсах. Пневмоусилитель отсутствует, однако лёгкий автомобиль очень интенсивно тормозит с сохранением чувствительности на педали тормоза. Педальный узел оригинальной (напольной) конструкции. Ход педалей небольшой, хотя усилие выше, чем в серийных автомобилях. Ручной тормоз воздействует через тросы на поршни гидравлических машинок задних тормозов. Привод сцепления — гидравлический.

Автомобиль очень плотно скомпонован. В передней части расположен радиатор, трубки от него, которые тянутся под центральным тоннелем до двигателя. Двухместный кокпит отделён от моторного отсека и ниши в передней части рамы перегородками. Внутри багажника, а точнее передней части фермы рамы, непосредственно на полу, расположены топливный бак на 25 литров, аккумулятор, гидроцилиндры сцепления, тормозов, блок предохранителей. Немного выше находится достаточно вместительный для автомобиля подобного класса багажник объёмом около 70 литров.

Пол кокпита выполнен из баке-литизированной фанеры толщиной 8 мм, стенки зашиты панелями из композитного пластико-алюминиевого сандвича, листового пластика и стеклопластика. Внутреннее пространство кокпита отделано чёрным карпетом, элементы интерьера и «ковши» сидений обшиты светло-бежевой кожей, руль и рычаг КПП -чёрной. Места водителя и пассажира оборудованы четырёхточечными ремнями безопасности. Оригинальная комбинация приборов и сигнальные лампочки расположены в середине «торпеды» и обрамлены контурами из фрезерованного алюминия в стиле приборов автомобиля Spyker. На полу, в нишах под сиденьями, сделаны крепления для аптечки и огнетушителя. Посадка в кокпит осуществляется через две небольшие двери, откидывающиеся на газовых упорах вперёд и в стороны (наподобие крыльев жука). За сиденьями установлены массивные дуги безопасности, а за ними — воздушные обтекатели. В багажник, расположенный спереди, доступ осуществляется через массивную крышку аллигаторного типа, а в моторный отсек (сзади) — через капот. В поднятом состоянии крышка и капот удерживаются на газовых упорах.

Оптика автомобиля выполнена из элементов фирмы Hella. Галогеновые фары головного света диаметром 90 мм имеют линзы и шторки внутри, в результате в одном компактном модуле располагаются габаритный фонарь, а так же лампы ближнего и дальнего света. Задние фонари комбинированные, сочетают в себе габариты, тормозные огни и указатели поворота. Задние фонари — противотуманный и заднего хода, катафоты выполнены в отдельных корпусах и расположены внутри решётки моторного отсека. Основные передние поворотники — оранжевого цвета отечественного производства и общего назначения — идут на грузовые автомобили, автобусы, УАЗы и другую транспортную технику. Боковые повторители поворотов -от автомобиля «Шкода-Фабия».

Верхняя часть кузова автомобиля окрашена в ярко-красный цвет, нижняя — в чёрный. Для покрытия использована акриловая краска без эффекта (металлик), но поверх неё нанесён слой лака. После покраски кузовные панели были отполированы, что придало цвету большую глубину, а оттенкам — выразительность.

Моторный отсек автомобиля

Кокпит родстера

Родстер FОХ в экспозиции выставки «Они строили автомобиль» («Андеграунд советского автопрома»). Сентябрь 2011 года, Москва (Крокус Экспо)

Приборная панель автомобиля FОХ

Динамика автомобиля соответствует экстравагантной внешности. Трансмиссия настроена не столь на максимальную скорость, сколько на интенсивное ускорение. Задний привод, развесовка 40/60 и дифференциал повышенного трения не дают при резком старте буксовать ведущим колёсам. Автомобиль на педаль «газа» реагирует интенсивным ускорением (тело водителя с усилием прижимается к спинке сиденья), стрелка тахометра уходит в «красную зону» и требует переключения на следующую передачу. При интенсивном разгоне передачи приходится перебирать очень быстро.

При торможении автомобиль осаживается очень интенсивно, но при этом масса машины распределяется равномерно на каждое колесо. Следует отметить, что наклонённые назад в продольном направлении верхние рычаги передней подвески препятствуют клевку при торможении. Так как в тормозной системе нет АБС, то контролировать блокировку колёс приходится водителю «по-старинке» — самому.

В прямолинейном движении на дороге автомобиль очень устойчив, благодаря настройкам подвески и рулевого управления, позволившим получить минимальное боковое смещение колёс при ходах подвески, и стабилизирующему моменту на рулевом колесе, чему способствует значительный угол кастора управляемых колес. Подвеска очень хорошо «проглатывает» неровности и трещины дороги. В повороте автомобиль почти не кренится, благодаря низко расположенному центру масс. При этом на умеренной скорости в повороте машина ведёт себя уверенно и легко контролируется острым рулевым управлением. В этом помогают низкопрофильные шины, стабилизатор поперечной устойчивости, нагружающий внешнее переднее колесо, и отрицательный развал задних колес. Эти меры позволяют максимально повысить допустимую скорость прохождения поворота. При входе в крутой поворот с избыточной скоростью автомобиль даже заносит: сказывается неоптимальная разве-совка (центр масс смещён назад), требующая снижения скорости и корректировки траектории поворота рулём. Для предотвращения заноса в поворот следует заходить, предварительно снизив скорость, затем при прохождении чуть распрямить траекторию и добавлять «газ» уже при прохождении поворота. Похожее поведение демонстрируют автомобили «Порше-911».

Поскольку в автомобиле отсутствует крыша и лобовое стекло, то ощущения от езды близки к «мотоциклетным». Поэтому при быстрой езде необходимо пользоваться шлемом-интегралом, плотной курткой с «глухим» воротником и даже шерстяным шарфом.

На скоростях меньше 100 км/ч летом езда без шлема-интеграла доставляет гораздо больше удовольствия: лучше чувствуешь динамику автомобиля, появляется ощущение слияния с окружающей средой, а рокот спортивного выхлопа заменяет музыку.

Основные технические данные автомобиля FOX

Схема компоновки………………………………………………….двухместный заднеприводный родстер.

Снаряжённая масса автомобиля…………………………………………………………………………………550 кг

Масса с двумя пассажирами и грузом…………………………………………………………………………720 кг

Развесовка по осям с двумя пассажирами спереди/сзади в %……………………………………….40/60

Габаритные размеры:

длина………………………………………………………………………………………………………………….3300 мм

ширина………………………………………………………………………………………………………………. 1630 мм

высота…………………………………………………………………………………………………………………1145 мм

Мощность двигателя…………………………………………………………………………………150 л.с. (110 кВт)

Максимальная скорость……………………………………………….160 км/ч (ограничена трансмиссией)

Время разгона до 100 км/ч………………………………………………………………………………………………4 с

Объём топливного бака………………………………………………………………………………………………..25 л

А. ЖИЛИН, г. Ярославль