Цікаве матеріалознавство з чого іноді роблять автомобілі

Інженери великих автомобільних компаній активно впроваджують і використовують екологічно чистих матеріалів, причому застосування деяких з них досить несподівано. Ну а ми вирішили згадати, що незвичайного застосовували при випуску автомобілів раніше.

Основним матеріалом для виробництва автомобіля є сталь. Дійсно, адже стали володіють достатньою конструкційної міцністю, невеликою ціною, а також можуть використовуватися в різних технологічних процесах: вони легко штампуються або зварюються. Але у сталей є і недоліки. Головний з них - низька стійкість до корозії, що змушує конструкторів застосовувати для захисту кузова спеціальні захисні покриття. Крім того, сталева деталь має велику масу. Тому в конструкції автомобілів знайшли широке застосування алюмінієві сплави, пластмаси та композитні матеріали.

Це обумовлено прагненням знизити вразливість кузовів автомобілів до корозії, а також зменшити загальну масу автомобіля, що сприятливо впливає на економічність і керованість. Проте листові стали не здають свої позиції, так як вартість алюмінієвих, а вже тим більше композитних матеріалів набагато вище. На великих автомобільних заводах за добу може перероблятися понад 1 000 тон листових сталей, які йдуть на виготовлення широкого асортименту автомобільних деталей. Але давайте поглянемо на інші матеріали, які могли б замінити сталь у виробництві автомобілів.

Почати наш огляд справедливо з дерева. Цей матеріал стояв біля витоків автомобілебудування і до масового застосування стали широко використовувався в автомобілях. Дерев'яні дошки або просто фанера часто йшли на застосування в кузовах легкових автомобілів, вантажівок. автобусів і інших утилітарних конструкціях.

Окремо варто сказати про розкішних автомобілях - багаті власники зверталися до кузовним ательє, в яких творили воістину твори мистецтва. Панелі кузовів виконувалися з лакованого дерева цінних порід, а салон обшивався дорогим сап'яном або шовком.

Окремо тут стоїть унікальна Hispano-Suiza Н6С, побудована в 1924 році гонщиком Андре Дюбонне. Її двигун з декількома карбюраторами робочим об'ємом майже в 8 літрів розвивав 200 к.с. але для справжнього гоночного автомобіля був потрібен легкий кузов. Дефіцитних в ті роки легких сплавів магнію або алюмінію Дюбонне не дісталося, а тому звернувся до авіабудівну компанію Nieport з проханням споруди легкого кузова.

Машина, що згодом стала відомою під ім'ям Tulipwood, мала набраний з 20-міліметрових шпангоутів каркас, на який за допомогою мідних заклепок кріпилися планки різних довжини і ширини, виготовлені, всупереч імені, з деревини червоного дерева махагони, в той час як деревина тюльпанового дерева дуже погано гнеться і схильна до розколювання, що не дозволяє застосовувати її в будівництві кузовів.

Після установки всіх деталей машину покрили декількома шарами лаку і відполірували. Вся нижня частина рами для поліпшення обтічності і захисту від ударів була закрита алюмінієвим кожухом. Ззаду для кращої развесовки розмістили 175-літровий бензобак.

Андре Дюбонне взяв участь на своїй «милиці» у одній гонці - Тарга Флоріо, де фінішував в результаті сьомим. Після гонки він залишив автомобіль для повсякденних поїздок, а пізніше той потрапив в Америку і зберігся до наших днів в одному з каліфорнійських автомобільних музеїв.

Під час Другої світової війни вся сталь йшла на потреби фронту, і більшість автомобілів стало оснащуватися простими дерев'яними кузовами типу фаетон або універсал. Серійне виробництво автомобілів з дерев'яними кузовами тривало і після війни, особливо масово це явище набуло розвитку в Америці. І якщо в Європі і СРСР до 50-х років парк автомобілів мав сталеві кузова, то американські автомобілісти не могли позбутися від звички їздити на дерев'яній машині. Панелі кузовів кабріолетів виконували з червоного дерева і лакували, але в 60-ті роки від дерев'яного кузова, який мав властивість розсихатися, був пожежонебезпечний і просто небезпечний, стали відмовлятися. А згодом аж до 80-х років на багатьох американських універсалах і джипах була вінілова графіка з обробкою «під дерево».

Такі машини особливо популярні завдяки американським фільмам 80-90-х років, де громадяни Штатів подорожували по країні на універсалах. Зараз ясеневі рами використовують для своїх машин англійці з фірми Morgan, та в одному з поколінь Корвета використовували деревину бальси в днище. але повноцінного автомобіля, виконаного повністю з дерева, сучасна промисловість вже не випускає.

У розореній повоєнній Європі почали виникати складнощі c пошуком заміни дефіцитної стали, якій насилу вистачало на вантажівки і автобуси. Тому широке поширення у автомобільних виробників отримали простенькі і дешеві мотоколяски зразок BMW Isetta і Messerschmitt Kabinroller, які мали три колеса, двотактний мотор і крихітні розміри. Втім, покупці не скаржилися - машина коштувала зовсім небагато, а вже завдяки Ізетту ми взагалі зараз знаємо марку BMW.

В таких умовах чехи Франтішек і Моймир Странского реалізували свою власну ідею бюджетного триколісного автомобіля для народу. Перший прототип був створений братами в 1943 році, отримав ім'я Oskar (акронім від чеського «osa kara» - буквально «візок на осі») і мав трубчасту раму, обшиту алюмінієвими листами. Спереду у машини було два колеса, з'єднаних за допомогою рульової рейки, а на одне заднє припадав ланцюговий привід від мотоциклетного мотора.

У серійне виробництво автомобіль був запущений в 1950 році і отримав ім'я Velorex. Алюмінієві листи були в ті роки стратегічною сировиною, і братам довелося терміново шукати заміну. Сталь не підходила: забезпечений 250-кубовим двигуном від Яви Velorex 16/250 був дуже обмежений в динаміці, а сталевий кузов сильно збільшував масу машини, тому на раму натягнули практичний і не промокає дерматин.

У різні роки 80 робітників фабрики братів Странского збирали до 400 автомобілів на рік, а виробництво завершилося до 1973 року. Більшість Велорексов йшло в органи соцзабезпечення, де отримані машини передавалися людям з обмеженими можливостями. Перероблені в легені вантажівки, автомобілі широко використовувалися як технологічний транспорт на великих промислових підприємствах, а деяка кількість продавалося і в широкому доступі. Завдяки своїй простоті і невибагливості машина користувалася популярністю в сільській місцевості, її охоче купували агрономи і сільські лікарі.

Velorex постійно модернізувався, машина отримувала все більш потужні двигуни. Наприклад, випускалися моделі з 175-, 250- і 350-кубовими двигунами від Яви, а пізніше з'явився дінамостартер і гідропривід зчеплення, що полегшив життя власників машини. Цікавий факт: заднього ходу як такого у Велорекса не існувало - щоб поїхати назад, потрібно було зупинити двигун і запустити його так, щоб колінчастий вал обертався в зворотному напрямку.

При створенні автомобіля розробники поставили кілька запитань. Чому кузова автомобілів робляться обов'язково з пластика або металів? Чи може власник налаштувати все в своїй машині так, як хочеться саме йому? Відповіддю на ці питання стала ... натягнута на каркас кузова еластична тканина, розроблена в американському підрозділі BMW. Сам каркас являє собою безліч металевих трубок, які можуть переміщатися за допомогою гідравлічних приводів. Так, власник може одним натисканням клавіші відкривати / закривати фари і щілину на капоті для огляду мотора і міняти форму ребер на боковинах, а в салоні - налаштовувати підголовники або змінювати комбінацію приладів.

Звичайно, перспектив серійного випуску схожих на Джину автомобілів в найближчому майбутньому немає, але конструктори вважають, що у таких тканинних кузовів велике майбутнє. За словами все того ж Бенгла, тканина може дати розробникам меншу кількість обмежень в дизайні, дозволяє надати кузову аеродинамічний правильну форму і захистити внутрішні вузли кузова, а можливо, і перевернути уявлення про конструкцію автомобіля. Адже легким рухом руки майбутній покупець зможе змінити форму кузовних деталей на ту, що найбільше підходить його запитам.

Взагалі тканини завжди цікавили конструкторів з точки зору випуску композитних матеріалів - адже вони легше і не піддаються корозії, а їх виробництво дешевше. В якості основи використовувалися натуральні тканини волокна, кілька шарів яких просочувалися епоксидною смолою.

Натуральні волокна в якості наповнювача розбурхували уми конструкторів машин ще довгий час. Наприклад, відомий німецький автомобіль Trabant мав кузов з композитного матеріалу «дуропласт». Тут наповнювачем були відходи радянського бавовняного виробництва - очоси, які заливалися все тієї ж епоксидною смолою. Жартівники радили власникам «Траби» остерігатися кіз, свиней і гусениць, в очікуванні того, що їх «бавовняний пластик» міг бути просто з'їдений. Проте такий матеріал не гнив і забезпечував невелику масу машинці, забезпеченою двотактним моторчиком в 25 л.с.

Пластикові бутилки

Втім, багато концернів шукали способи застосування нових композитних матеріалів в конструкції автомобілів, і зараз створюються композити, які цілком можуть частково замінити сталь на конвеєрі. Але всі ці матеріали створюються хіміками і технологами спеціально, і їх розробка влітає в копієчку. А ось фахівці концерну Chrysler ще в середині 90-х років минулого століття придумали використовувати в автомобільному виробництві композитний матеріал, в основі якого - поліетилентерефталат, з якого роблять пластикові пляшки.

Панелі з поліетилену забезпечували кузову відповідну жорсткість, при цьому саме виробництво матеріалу - недороге справу: він легко піддається формуванню, і його навіть не треба фарбувати - пігмент необхідного кольору додається при виробництві. Крім того, після завершення терміну експлуатації кузов можна легко переробити.

Відпрацьовувати технологію крайслеровци вирішили на крихітному хетчбек CCV, який був представлений на конкурсі концептуальних «народних» автомобілів для Китаю (звідси і абревіатура CCV - China Concept Vehicle). Машина, чимось схожа на Citroen 2CV, мала лонжеронну сталеву раму, на яку навішували панелі з поліетилену. В результаті китайці віддали перше місце одному зі своїх численних брендів, а у Chrysler продовжили дослідження.

У наші дні виробники все більше замислюються про застосування екологічно чистих біоразлагающейся матеріалів в машинах. Не забуте і сировину, що минув переробку, що дозволяє економити, наприклад, на алюмінії і стали. Крім того, сталеві деталі потроху заміщуються більш дешевим пластиком, який легко замінити при пошкодженні, до того ж він легше і не іржавіє. Ну а більшість суперкарів, що випускаються в наші дні, має кузова із застосуванням високоміцних композитних матеріалів, наприклад, вуглепластика або кевлара.

Читайте також:

35 Статті / Цікаво

П'ять речей, за які люблять і ненавидять Lada Vesta

12 Статті / Практика

7 Статті / Історія

Ой, мороз, мороз: історія автомобільного кондиціонера

Статті / Військова техніка

Двоколісні солдати: секретні одновісні тягачі Радянської армії

Незважаючи на суто мирну професію оригінальних одноосьових автомобілів-тягачів для роботи у великому цивільному будівництві, вони негласно перебували на озброєнні в Ракетних військах стратегічного призначення (РВСП). Там ...

Статті / Військова техніка

Невизнані шедеври: унікальні військові автомобілі з Білорусії

Переважну частку потужного потоку військових автомобілів, над якими за завданнями Міністерства оборони СРСР працювали сотні секретних КБ і заводів, представляли собою експериментальні пошукові конструкції, створені в ...

Статті / Військова техніка

Непомітні трудівники війни: автомобілі-карлики в Радянській армії

У найважчі роки ізоляції і «залізної завіси» радянські конструктори не мали рівних за кількістю сміливих творчих ідей і унікальних дослідних розробок, які негласно перебували в авангарді світового прогресу. ...