«Ку!..»
Кузов – не только самый большой и дорогой компонент автомобиля, но и самый красивый. Средоточие гармонии математики, информатики, физики, химии и биологии – список этот можно продолжить.
Математика и информатика... Формы и линии. Есть красивая геометрия, которую можно описать точными уравнениями – например, линейчатые поверхности башни Шухова. Или золотое сечение, применяемое в архитектуре – благодаря ему мы любуемся храмами.
А есть линии и обводы, подвластные только численным методам. С их помощью на компьютере проектируют крыло Mercedes, к примеру. Или Jaguar. Эти поверхности не опишешь уравнениями плоскости, конуса, шара, тора или параболического гиперболоида. Здесь применяются сплайны, кривые Безье, порции поверхности по Кунсу. И мы наслаждаемся их результатами не меньше, чем плодами классической геометрии.
Впрочем, не удивительно. Сплайн – это тоже природная гармония, особенно естественный кубический сплайн. Его форму принимает гибкая линейка, закрепленная в нескольких точках. Она изгибается ровно настолько, чтобы минимизировать потенциальную энергию упругости – отсюда ощущение спокойствия и легкости. Линии не надо больше распрямляться, она свободна.
А можно изменить производные в некоторых точках – «напрячь» нашу гибкую линейку. Тогда она изогнется, станет агрессивной. Это тоже сплайн, но не естественный, а более сложный – с принудительными касательными. Набор разных сплайнов в пространстве образуют упомянутую порцию Кунса, а с ней и фрагмент крыла.
Вот и перешли мы к физике. Детали кузова надо отштамповать – значит, подвергнуть пластической деформации. А что это за величина – скалярная, векторная? Не спешите говорить «векторная». Потому что она – тензорная. Следующее звено в цепочке «скаляр – вектор – тензор». От простого – к сложному.
В итоге деформация в точке описывается матрицей «три на три». То есть девятью параметрами – тремя нормалями и шестью касательными составляющими. И все они связаны между собой, нельзя потянуть один «хвост» из девяти, чтобы не отреагировали остальные восемь. Даже при одноосном растяжении возникают касательные напряжения и сдвиги. Так течет металл – сложно и капризно.
Что же говорить о листовой штамповке? Точек с девятью параметрами в крыле – сколько? И технологам надо сделать штамп, чтобы крыло сформировалось правильно, без перекосов, концентраций напряжений и надрывов. И движемся мы от сплайна через тензор к готовому изделию...
Наступает очередь химии. Это – защита. Лакокрасочное покрытие, антикоррозионные и противошумные препараты. Экологичные материалы, настоящие синергетические композиции, стойкие, долговечные и безопасные для здоровья. И опять же дарующие наслаждение – кто не любовался блеском лака на том крыле?
Надо ли говорить о биологии – начинающейся с безопасности и плавно переходящей к эргономике человеческого тела? А ведь это тоже он, кузов. Произведение искусства и детище инженерного гения. Предмет гордости конструкторов и утилитарная вещь для потребителя. А дальше – читайте. Больше половины журнала – о кузове.
