Почему нельзя просто скопировать автомобиль или коробку передач?
Многие задавались вопросом «почему нельзя взять просто любой импортный автомобиль, разобрать по винтикам и скопировать?». Например, зачем АВТОВАЗу придумывать свои модели, кроссовер на базе Lada Vesta и прочие, взяли бы да скопировали иномарку. На этот вопрос ответили инженеры-технолог машиностроения. Ниже их цитаты из Сети.
Автомобиль - очень сложный предмет, самым сложным в нем является конечно двигатель и коробка передач. Там огромное число узлов и деталей, которые нужно сделать очень точно и качественно, которые работают в очень жестких условиях больших температур и нагрузок.
Почему сложно скопировать КПП
Допустим, разобрали мы двигатель и КПП, достали самую простую шестеренку, и попытаемся ее скопировать. Взяли и измерили ее, самым точным микрометром. Внутренний диаметр - 20.286 мм, наружный - 80.594 мм. Вопрос - какого размера делать копию? 20.286 и 80.594? Ответ неправильный.
Во-первых, нет станка, который обеспечит такую точность в 0.001мм. А если есть, то его надо купить за миллион долларов за границей, а его еще и не продадут, т.к. санкции. Да и рабочих нет, которые смогут на нем работать. И инструмента для него конечно тоже нет.
Во-вторых, такая точность не нужна. Скорее всего достаточно 0.1 - 0.05 мм. Но какой тогда размер делать, как округлять? В техдокументации на эту шестеренку, которой у нас нет, написано что-то типа: 20.25 +0.05 / -0.07 мм и 80.50 +0.5 / -0.2 мм. Именно так, допуски в плюс и минус обычно разные. Их вычислили, зная коэффициенты температурных расширений, погрешности имеющегося оборудования, заданную допустимую величину износа за 100 тыс. км пробега авто и еще может быть десяток параметров. Если выйти из допусков, то шестеренка начнет болтаться на валу, постоянно его изнашивая, или заклинит при повышенной температуре, или наоборот в мороз.
Но допустим нашелся специалист, который хоть и примерно, но смог вычислить размеры и допуски. Далее, делаем анализ, вычисляем сплав, из которого эта шестеренка сделана. Хорошо, если сплав более-менее стандартный. А может и нет. И может оказаться, что такой сплав в стране не выпускается, и его надо где-то доставать. Или разрабатывать технологию его производства, строить отдельный цех на металлургическом заводе... Ну или делать из наиболее близкого по составу (но не по характеристикам) материала.
Далее. Шестеренка - это такая вещь, которая должна обладать двумя взаимоисключающими характеристиками. Она должна быть очень твердой, чтобы не истиралась и не изнашивалась, миллиарды раз прокрутившись со своими соседками. А твердая - значит хрупкая. И должна быть мягкой, не хрупкой, чтобы не треснула при старте или смене скорости вращения, т.к. в эти моменты зубья ударяются о зубья соседней. Как это совместить? Нужна специальная термообработка, надо закалить ее так, чтобы верхний слой, доли миллиметра стали твердыми и износостойкими, а внутренность - осталась более мягкой, упругой. В не имеющейся у нас техдокументации конечно этот процесс описан, в какую индукционную печь, на сколько секунд ее поместить, до какой температуры греть, в какое масло ее потом опустить и т.п. Если прогреть чуть больше, чуть меньше, опустить в масло не такой теплопроводности, то и параметры закалки конечно изменятся. Да, она закалится, но прослужит не 500 тыс. км пробега, а 50. или 5. А после закалки размеры могут чуть измениться. Так что надо было ее точить немного с другими допусками. А закаленная уже не подходит. Возвращаемся в начало.
И это я еще не писал про нарезку зубьев, там тоже своя непростая технология расчета их формы, допусков. И это все - про самую простую круглую шестеренку, которую можно нарезать на станке 1940-х годов. А посмотрите какие шестеренки в современных АКПП! Изогнутые в разных плоскостях, внутрь одной входят несколько других, такое ощущение, что делаются они на станках с четырехмерными осями. Даже шероховатость торцов шестеренки может быть важной. Если сделать ее слишком шероховатой, то будет сильнее трение о масло в КПП, и чуть-чуть, но упадет мощность, будет больше греться. А если шлифовать очень качественно, особенно после закалки, то вырастут расходы, сложность, время изготовления.
Электронные блоки управления и ПО
А электроника и ПО? Современный автомобиль - это компьютер. Все управляется электроникой с надежным и тщательно протестированным ПО. Даже если скопировать железо, то надо как-то копировать и микропроцессоры, контроллеры, датчики и управляющие этим всем программы. Без них автомобиль останется грудой железа.
В общем для всего этого, от изготовления шестеренки до написания ПО управления двигателем нужны высококлассные специалисты. С хорошим образованием и большим опытом. Такие есть. Но они не хотят работать за 30-40 тыс. в месяц, прекрасно их понимаю. Ну и нужно современное производство, а не заточенное под ВАЗ 2109.
И самое главное. Даже если разобраться в техпроцессе изготовления каждой гайки и шестеренки, а таких деталей в машине тысячи, то мы конечно скопируем одну машину. Но нам то надо не одну, а серийный выпуск. А наладить серию - еще в разы и десятки раз сложнее, чем единичный экземпляр. На все это уйдут годы. И в результате получим через 10 лет копии, уже безнадежно устаревшие, с гораздо худшим качеством по цене самолета.
Про типы машиностроительных производств
Создать и изготовить какую-нибудь простой 4х ступенчатый автомат 90-х годов вполне реально вообще с нуля, ничего там такого сверхъестественного нету с точки зрения технологии. Только всё упирается не в технологии, а в экономику.
Стоит сказать про типы машиностроительных производств, которые делятся на массовое, серийное и единичное производство. Ну хорошо, спроектировали мы коробку передач и всё есть для производства, что дальше? А дальше ничего. Просто потому, что если посчитать сколько будет стоить коробка передач, которая выпускается в количестве там условные 200 тысяч штук для маленького рынка РФ и СНГ, то понятно станет, что затраты на массовое производство отобьются через сто лет, либо она будет сама стоить, как новый Hyundai Accent в Корее.
Технология изготовления ста шестерен и миллиона шестерен одного типа совершенно разные и себестоимость ее отличается кратно. Именно поэтому в мире производством таких сложных вещей занимаются всего несколько крупных транснациональных компаний, на которые завязаны почти все мировые производители по всему миру.
Какая-нибудь коробка айсин, zf или борг варнер в твоей шкоде, тойоте или опеле - это результат кооперации сотен, а то тысяч предприятий по всему миру, миллиарды долларов инвестиций со всего мира и миллионные тиражи выпуска в год. Конкурировать с ними - дело провальное, твоя Шкода будет стоить, как новый Крузак при выпуске в 200 тысяч машин в год в рамках одной страны.
Китайцев в пример ставить глупо, у них у самих внутренний рынок в несколько лярдов человек, и в глобальную систему они тоже встроены, выкупают технологии у других стран, а не просто копируют в сарае на коленке, много локализованных иностранных производств.
Поэтому если включить голову и рассуждать здраво, то выяснится, что производство автомобилей в рамках страны с 150 млн населения и рынком до ляма машин в год - это утопия. Никто в здравом уме не будет инвестировать миллиарды в убыточное производство, максимум машина уровня Лады Весты с кучей китайских компонентов и ценой в 1,6-2 ляма, а то и 2,5 на китайском вариаторе.
В современном мире то автопроизводителей самостоятельных толком не осталось, все это часть какого-то крупного концерна под локальными брендами, вроде "чешской" шкоды, или "немецкого" опеля. На секундочку один фольксваген в год выпускает 10 лямов машин по всему миру, а АВТОВАЗ там свои жалкие 300 тысяч в год, оттуда и даже модернизация старых моделей дается со скрипом, не говоря вообще о выпуске новых и современных моделей машин.