Монокок – просторова конструкція, де зовнішні стінки оболонки є несучим елементом. Вперше монококи почали застосовувати в літакобудуванні, потім при виробництві автомобілів і нарешті ця технологія перекочувала до велосипедів.
Як правило, з її допомогою виготовляють передній трикутник рами поздовжнім зварюванням алюмінієвих пресованих форм. Форму та розмір конструкції з монокока можна виготовляти найрізноманітнішу, що не завжди можливо при використанні звичайних труб.
Ця технологія дозволяє підвищити жорсткість рами та знизити її вагу без втрати міцності за рахунок виключення зварних швів із точок основної напруги навантажень. Іноді передній трикутник складає одну цільну конструкцію без пробілів.
Нова технологія Монокок
Вперше таку технологію застосовували на залізних рамах. Монококовими рамами називають також конструкції, де труби зварюються між собою на окремій ділянці, а не по всій довжині, наприклад, в районі кермової колонки або каретки. У місці стику труб між ними немає стінок, тільки зварний шов по довжині дотику, за рахунок чого досягається економія на вазі без втрати жорсткості.
Монококові рами роблять і з карбону. Бігувальний профіль у поєднанні з кабоновим волокном і карбоновими сполучними муфтами дозволяють виготовляти монококову конструкцію рами, що поєднує поперечну твердість та вертикальну пружність. Як правило, всі карбонові велосипеди монококові, тому що вони виготовляються в один прийом, а не з окремих частин, як звичайні велосипеди.
За такою технологією виготовляється не тільки рама велосипеда, а й інші вузли: керма, виноси, елементи заднього трикутника рами та інші. Монококова технологія є досить дорогим задоволенням і тому застосовується на велосипедах високої цінової категорії.
Рама велосипеда, виготовлена за допомогою технології монококи.
Також читати на цю тему:
Для скріплення труб рами при використанні методу високотемпературного паяння використовують припій з відмінних металів від сталі. Проміжки між деталями рами заповнюють розплавленим припоєм попередньо прогрів деталі. Основним матеріалом для припою є сплав із бронзи та латуні.
Хвильова рама – ще один тип відкритої рами, де верхня та нижня труби об'єднані в одну більшого діаметра для збільшення жорсткості. Встановлюється на дитячі, жіночі та складані велосипеди.
Найбільш поширеними марками сталі для виробництва рам є ті, що містять хром та молібден – легуючі елементи. Відповідно вони називаються хромомолібденовими. У деяких випадках для виробництва рам використовують інші менш дорогі марки сталі.
Немає потреби виготовляти труби рами зі стінками однакової товщини по всій довжині труби, а зменшити товщину в місці, де навантаження має мінімальне значення. Робиться це з метою зменшити вагу рами, а отже, і всього велосипеда.
Рами для Крос кантрі також забезпечують швидкий набір швидкості велосипеда. В умовах пересування по пересіченій місцевості керованість та стійкість велосипеда є пріоритетними. Рама має витримувати довготривалі циклічні навантаження.
Раніше велосипедна підвіска розроблялася під час використання двовимірної кінематичної моделі. Advanced Dynamics розроблялася спільно з дослідницьким центром CEIT (Guipuzcoa Studiesand Technical Research Centre) на основі віртуального моделювання та програм симуляції їзди бездоріжжям на велосипеді з активною передньою та задньою підвіскою. CEIT – це науково-дослідний центр, що займається розробкою та тестуванням новітніх технологій на замовлення великих промислових компаній. Використовуючи цю віртуальну аналітичну систему, Orbea та CEIT вдалося виявити всі змінні, що впливають на роботу підвіски на спусках, підйомах та різних типах рельєфу. В результаті вдалося визначити 4 ключові елементи, навколо яких будувалася розробка нової підвіски: підвіска, яка не тільки робить велосипед більш комфортним, але і не позбавляє його динаміки, максимально ефективне використання повного ходу підвіски, спеціально налаштовані амортизатори та закриті герметичні підшипники.
Багато інших конструкторів виконують всі розрахунки на папері або комп'ютері, але ми створили ваші віртуальні клони. Наші програми моделювання дозволяють відтворювати безліч різних факторів, що впливають на роботу підвіски: від типу рельєфу, конституції та положення райдера під час їзди до розподілу навантажень на педалі, сідло, кермо тощо. Спираючись на дані, отримані в ході численних досліджень, ми створили підвіску, яка забезпечує максимальне поглинання ударних впливів будь-якого типу, мінімізує розгойдування при педалюванні і дозволяє досягти впевненого контакту колеса з поверхнею, якою ви їдете незалежно від типу рельєфу.
Технологія Attraction додасть у вашу їзду комфорту, про який мріє багато велосипедистів. Вона відповідає за нейтралізацію вібрацій, що виникають під час їзди, та оптимізує навантаження на колеса, покращуючи ефективність педалювання. Ця технологія також покращує керованість велосипеда та зчеплення з дорожнім покриттям незалежно від його типу та погодних умов.
Виделка та задній трикутник оновленої моделі Orca були сконструйовані таким чином, щоб зробити їзду більш комфортною та ефективною. Технологія Attraction відповідає за гасіння ударів, що виникають при їзді нерівним асфальтом, не жертвуючи при цьому торсійною жорсткістю рами, тим самим підвищуючи ефективність педалювання.
Допомагає досягти неперевершених результатів на дистанції
Завдяки особливому профілю верхнього пір'я вібрації, що виникають при їзді, не передаються гонщику, а гасяться, не доходячи до нього, перетворюючись з поздовжніх на незначні поперечні коливання. Таким чином, нам вдалося створити велосипед для змагань найвищого рівня, який повністю відповідає вимогам спортсменів, які зазнають найважчих фізичних навантажень під час перегонів:
- знижено рівень вібрацій, що передаються гонщику під час їзди;
- покращено зчеплення велосипеда з дорожнім покриттям (в результаті гонщик зможе робити більш ефективні прискорення та спринтерські ривки, і при цьому велосипед краще управлятиметься);
- збільшено ефективність передачі зусилля на заднє колесо при педалюванні;
Orbea Carbon
Карбон, який використовує у виробництві компанія Orbea – це композитний матеріал, що складається з карбонових волокон із високим модулем пружності. Ми використовуємо його для створення оптимальних рам з погляду жорсткості, міцності та гасіння вібрацій. Це найважливіші характеристики створення ідеальної рами.
Ми використовували весь накопичений досвід та передові технології для того, щоб розробити три типи волокон: Gold, Silver, Bronze. Вони відрізняються фізичними властивостями та, як наслідок, кращою сферою використання. Таким чином, всі наші карбонові рами мають наступне маркування залежно від типу волокон, що використовуються:
OMG. Orbea Monocoque Gold
OMS. Orbea Monocoque Silver
OMB. Orbea Monocoque Bronze
Одним із ключових відмінностей між типами волокон є значення модуля пружності (модуля Юнга). Чим більше значення модуля Юнга, тим більша жорсткість конструкції і менше її вага. Відповідно кожен тип розроблених нами карбонових волокон має певне значення модуля Юнга: Gold - максимальне значення, Silver-високе, Bronze-середнє.
OMG. Orbea Monocoque Gold
OMG карбон складається з волокон з максимальним значенням модуля Юнга і має найкращі показники жорсткості та ваги. Використання таких волокон, покладених певними шарами, які в свою чергу пройшли через багатоступінчастий аналіз методом кінцевих елементів (FEA, Finite Elements Analysis), дозволяє нам створювати рами, які мають максимальну жорсткість при мінімальній вазі. Ці рами згодом використовуються у змаганнях найвищого рівня. Ми передаємо у ваші руки передові технології.
OMS. Orbea Monocoque Silver
OMS карбо н складається з волокон із високим значенням модуля пружності. Вони надають рам достатню жорсткість, високий рівень гасіння вібрацій та максимальну ефективність при педалюванні на великих дистанціях. При виготовленні OMS карбону використовується комбінація волокон з максимальним значенням модуля Юнга і волокон, що забезпечують високий рівень гасіння вібрацій.
OMB. Orbea Monocoque Bronze
OMB карбон пропонує вам оптимальну комбінацію з волокон із середнім значенням модуля пружності, але при цьому еластичних та довговічних. Він широко застосовується у доступніших за ціною карбонових рамах. Більш висока щільність та опір до стиснення волокон Bronze підвищує їхню здатність до гасіння вібрацій та довговічність. А все тому, що інженери Orbea у своїй роботі завжди намагалися перевершувати загальноприйняті у галузі стандарти. Ми намагаємося для того, щоб гонщики, які вперше відкривають для себе карбонові рами від Orbea, могли отримати від них максимум задоволення від катання і досягти визначних результатів і прогресу.
Технологія монокок
Інженери компанії Orbea давно зрозуміли, що монококи – це єдина технологія, яка дозволяє зробити раму оптимальною з погляду жорсткості, довговічності та комфорту. Нижче наведене відео демонструє, як з часом погіршуються характеристики карбонової рами, виготовленої за традиційною технологією, тоді як рама, виготовлена за технологією монококів, залишається в такому стані, ніби щойно покинула територію заводу.
Технологія монококів також дозволяє створювати рами з більш креативним дизайном і при цьому з гарною опірністю втомним тріщинам. Саме тому ми можемо надавати на всі наші велосипеди довічну гарантію: наші рами надійні та їх характеристики не змінюються з часом.
Чим примітна технологія монококів, що використовується в Orbea?
Загальна міцність і надійність конструкції виходить за рахунок оптимального розподілу навантажень по всій структурі рами, відсутності зварних швів і стиків. Це означає, що рама не підведе вас незалежно від випробувань, які підготує для неї траса. Технологія монокок забезпечує ідеальне з'єднання волокон у композитних матеріалах не тільки у зовнішніх шарах, а й у внутрішніх, що перешкоджає утворенню втомних тріщин у місцях з'єднання елементів рами. Остання проблема характерна для рам, вироблених за недорогою і більш традиційною технологією. Чи потрібні ще якісь аргументи на користь рам, вироблених за технологією монококів компанією Orbea? Адже ми маємо справу з жорсткою та надійною рамою, з декоративними елементами, які не відшаровуватимуться та тріскатимуться у високонавантажених місцях конструкції, з рамою, яка є монолітним шедевром композитного мистецтва, а не зібрана з окремих елементів… Вибір очевидний.
UFO – система підвіски з іншої планети.
UFO – це карбонова система підвіски, покликана позбавити користувача традиційних осей обертання і всього, що з ними пов'язано: гайок, болтів, підшипників і, нарешті, самих осей. В результаті нам вдалося досягти зменшення ваги рами та часу, необхідного на обслуговування підвіски, при цьому підвищивши загальну жорсткість конструкції та зчеплення велосипеда на технічному рельєфі. Професійним спортсменам потрібна легка, але при цьому оптимальна задня підвіска: вони шукають ідеальний баланс. І технологія UFO готова їм запропонувати: система підвіски, що відповідає найсуворішим вимогам по вазі (рама з амортизатором 1,95 кг), проста в обслуговуванні та надійна.
Технологія UFO дозволяє досягти більшого зчеплення та торсійної жорсткості конструкції на технічному рельєфі при невеликій вазі та простому обслуговуванні
Переваги
Oiz Carbon– це унікальний велосипед у своєму класі, в якому застосовується система задньої підвіски без осі обертання. Ідеальне поєднання жорсткості та гнучкості карбонового волокна дозволяє отримати стійку до поперечних та скручувальних навантажень підвіску, що добре обробляє нерівності рельєфу протягом усіх 85 мм ходу амортизатора.
В результаті:
Інноваційна система підвіски, що забезпечує впевнений контроль велосипедів на спусках, ефективність роботи на педалях у підйомах, більший комфорт та меншу втому гонщика при тривалому перебуванні у сідлі.
Технологія SSN
SSN (Size Specific Nerve) – це більше, ніж технологія, це спосіб організації роботи на всьому протязі процесу виробництва велосипедів. Спочатку даний підхід використовувався тільки при розробці моделей з лінійки Orca, але потім ми також стали його застосовувати для моделей Alma і Onix.
За технологією SSN розробляються моделі з лінійок Orca, Alma, Onixі Opal
Формула обліку ваших потреб
Кожна ростовка велосипедів розробляється нами індивідуально. Структура та жорсткість рами оптимізуються щодо статистичних даних про вагу райдера за певного зростання. В результаті ми отримуємо 5 (відповідно до числа ростовок) індивідуально розроблених та ідеально збалансованих рам.
AIZonE by Orbea
Проект AIZonE (Aerodynamic Investigation Zone) був розроблений спільно з San Diego Wind Tunnel (аеродинамічна труба, розташована в американському місті Сан Дієго) і дозволив нам отримати безліч різних даних з аеродинаміки велосипедів та гонщиків. Це дозволило нам на 14% покращити аеродинамічні показники оновленої моделі Orca. Нам вдалося зменшити силу повітряного опору, і в результаті ми отримали стабільніший і добре керований велосипед.
Покращена керованість та стабільність за рахунок зменшення зазорів між рамою та рухомими частинами велосипеда
Зменшення зазорів між елементами рами та рухомими частинами велосипеда (наприклад, колесами) є ключовою умовою зниження турбулентності. Вона виникає в результаті того, що при русі потік повітря, що набігає, тисне на поверхню рами, компонентів і гонщика нерівномірно, утворюючи завихрення. Ці завихрення ударяються про елементи велосипеда, що виступають, уповільнюючи ваш рух вперед.
Зменшення зазорів між покришками і поверхнею рами дозволяє мінімізувати негативний вплив потоку повітря, що набігає. Ми розробляли дизайн велосипедів, керуючись цим принципом, і в результаті нам удалося створити одні з найстабільніших і добре керованих велосипедів на ринку.
Велика швидкість за рахунок краплеподібної форми підсідельної труби та штиря, успадкованої моделлю Orca від велосипедів серії Ordu
Інженери Orbea виділили два ключові показники для створення швидкого велосипеда: жорсткість рами та вивірена аеродинаміка. Обидві ці характеристики важливі для того, щоб створити не тільки швидкий велосипед, а й максимально ефективний під час педалювання. Першою ластівкою в рамках цієї парадигми стали моделі Ordu, але згодом вона застосовувалася і до розробки інших лінійок.
Крапля води має ідеальну аеродинамічну форму, яку ми й використовували при розробці дизайну кермової колонки та підсідельної труби на велосипедах із серії Ordu. Ми використовували отримані під час досліджень дані для зміни дизайну підсідельної труби та штиря на моделі Orca, що дозволило створити нам найшвидший велосипед у пелотоні.
Зменшення опору зустрічному потоку повітря (грами):
- задній трикутник: 14 г
- затискач підсідельного штиря: 17 г
- рульова колонка та вилка: 15 г
- підсідельна труба та підсідельний штир: 10 г
- нижня труба переднього трикутника: 8 г
Технологія DCR
DCR – це проведення тросиків та гідроліній за найкоротшим маршрутом.
Ми створили та запатентували ексклюзивну та значно більш ефективну, ніж існуючі аналоги, систему проводки гідроліній та тросиків. Основними принципами при її розробці стали простота та акуратність. Ми зробили так, щоб троси не заважали вам під час катання, прибравши їх у спеціальні аеродинамічні заглиблення з боків верхньої (і на деяких моделях нижньої) труби.
Менше обслуговування, більше задоволення
- невимоглива в обслуговуванні система та більш точна робота гальм та перемикачів;
- сорочки тросиків забезпечені спеціальними заглушками, що перешкоджають попаданню всередину бруду;
- покриття GoreRideOn знижує тертя, продовжуючи термін служби сорочок та тросиків.
Менше сорочок, а це означає:
- зменшення довжини тросиків;
- зниження загальної ваги велосипеда;
- немає потертостей на рамі.
Що означає Dama?
Dama означає особливий технологічний підхід до виготовлення рам для жіночих велосипедів. Жінки кардинально відрізняються статурою від чоловіків, тому велосипеди для них повинні бути особливими. Насамперед варто звернути увагу на те, що статистично у слабкої половини людства ноги довші, а тулуб коротший, ніж у чоловіків.
Ми змінили весь технологічний ланцюжок, починаючи від підбору компонентів та матеріалів для виготовлення рам та закінчуючи виробничим процесом. Тому що велосипед має підлаштовуватися під вас, а не навпаки.
Жінки мають особливу статуру, тому велосипеди для них теж повинні бути особливими.
Як у Orbea використовують дані численних досліджень?
Були зменшені розміри всіх труб у рамах, за винятком кермової. А кут нахилу та розташування верхньої труби було змінено таким чином, щоб максимально відповідати особливостям жіночої анатомії. Також Orbea використовує спеціальні спеціально розроблені компоненти, зокрема сідла та керма.
Сідла повинні бути трохи коротшими і ширшими, ніж чоловічі моделі, а керма – трохи вже. Також для високорослих представниць слабкої статі було спеціально введено ростовку 46. Раніше такого ніхто з виробників не робив, і гонщицям доводилося псувати собі посадку та здоров'я, катаючись на невідповідних велосипедах. Впровадження технологічних рішень серії Dama – черговий крок на зустріч більш повному задоволенню всіх побажань любительок велосипедного спорту.
На зорі Формули-1 безпека болідів була вкрай низька. Машина будувалася у вигляді просторової ферми із сталевих труб. Висока посадка гонщика, разом із відсутністю ременів безпеки, ще більше посилювали становище пілотів у разі зіткнення. Неміцні кокпіти деформувалися при аваріях, у пілотів летіли уламки, нерідко просто вилітали з машини на асфальт або під колеса інших автомобілів. Єдине, що могло хоч якось захистити гонщика - це був мотор, розташований перед пілотом, але наприкінці 50-х, з використанням задньомоторної схеми, і цей ненадійний захист зник.
Щоправда, зворотним боком задньомоторного компонування боліда, впровадженого Джоном Купером, власником і конструктором команди Cooper, була нижча «напівлежача» посадка гонщика, що дещо підвищувало безпеку пілота.
Справжня революція прийшла у Формулу-1 в 1962 році, коли Колін Чемпен і Лен Террі представили свій Lotus 25 - першу формульну машину, що використовувала принцип монокока, що несе. Сама собою ідея була не нова – за такою схемою ще з початку ХХ століття створювалися фюзеляжі літаків, та й автомобільні конструктори епізодично намагалися використовувати напрацювання авіабудівників. Але саме Lotus 25 став першим серійним автомобілем, в якому була реалізована ця ідея.
Зварна структура із сталевих труб у новому Lotus була замінена несучою конструкцією з двох паралельних D-подібних дюралюмінієвих секцій, з'єднаних литими алюмінієвими поперечками та панелями підлоги. Ззаду два лонжерони служили опорою для двигуна. З обох боків машини в порожніх секціях містилися паливні баки. Порівняно з трубчастими рамами – фермами – монокок мав значно більшу (приблизно на 50%) жорсткість на кручення, що дозволяло точніше налаштовувати ходову частину автомобіля залежно від особливостей трас. Крім того, монокок забезпечував кращий захист пілота у разі аварії, оскільки був менш схильний до деформації при ударі.
Конкуренти оцінили новинку Чепмена гідно, і вже в 1963 р. ціла низка команд наслідувала приклад Lotus, підготувавши шасі у вигляді монокока.
З того часу основний розвиток конструкції монокока йде у напрямку збільшення його жорсткості. З одного боку, це дозволяє забезпечити більш високий рівень безпеки гонщика, з іншого – підвищити ефективність його роботи в умовах перевантажень. Так, у тому ж 1963 році алюмінієвий монокок BRM був обшитий дерев'яними панелями. Через кілька років з'являється перший перший монокок-"сендвіч" – між двома листами з алюмінієвого сплаву конструктор McLaren Робін Херд розмістив шар дерева легких порід, що дозволило ще більше підвищити жорсткість конструкції.
У 70-х роках практично всі команди Формули-1 переходять до використання монокока. Одночасно йде пошук оптимальної форми конструкції та матеріалів для його виготовлення, адже перевантаження, що діють на монокок зі зростанням швидкостей та використанням граунд-ефекту, стрімко зростають. У середині 70-х вперше з'являються композитні матеріали. Піонером вважається McLaren M26, створений у 1976 році – деякі його деталі були виконані у вигляді 6-кутової комірчастої стільникової структури з вуглеволокна.
У 1981 році на траси Формули-1 вийшов перший автомобіль, монокок якого був повністю виконаний із композитних матеріалів – McLaren MP4 конструкції Джона Барнарда. У той же час у Lotus також вели розробку машини з карбонових та кевларових волокон. Однак Lotus 88 так і не зміг стартувати в перегонах і був заборонений через невідповідність регламенту.
Незважаючи на те, що композити були надзвичайно дорогими і трудомісткими у виробництві (тоді на створення одного монокока йшло понад 3 місяці), їх використання справило справжню революцію у Формулі-1. Міцність та жорсткість конструкцій зросла відразу в кілька разів. Вже до кінця 80-х практично всі команди обзавелися печами-автоклавами для виготовлення шасі з вуглеволоконних «сот», просочених епоксидними в'язкими смолами.
Виготовлення монококу
Виготовлення монокока із вуглепластикового волокна займає приблизно від 2 до 4 тижнів. Спочатку виготовляється спеціальна форма (матриця) зі штучного матеріалу, що точно повторює форму монокока. Така форма потім покривається карбоновим волокном, після чого згладжується та покривається спеціальним складом для форм. Після цього початкова форма забирається, і всередині отриманої моделі накладають кілька шарів карбону. Потім шари притискаються до матриці спеціальним вакуумним мішком, і вся конструкція відправляється "пропікатися" у піч-автоклав. Залежно від структури вуглеволокна, сполучних та стадії технологічного процесу випікання відбувається при температурі 130–160С, під тиском до 6 Бар. Після того, як викладений і "пропечений" останній шар вуглеволокна, майже готовий монокок з'єднується для жорсткості з алюмінієвою стільниковою конструкцією, половинки монокока складаються, і він знову "пропікається" в автоклаві.
Почитала я тут блог і задумалася - як багато я знаю про карбоні? Він міцний, красивий та різнокольоровий. Також знаю, що можна обклеїти карбоном машину. Зацікавила мене історія, трохи порилася в інтернеті і вирішила викласти збірну солянку копіпаста і своїх думок з цього приводу.
напевно відразу напишу що дуже багато літер буде) постараюся зробити цікавим пост)
Спочатку слово карбон походить від скорочення назви кам'яновугільного періоду існування нашої планети (360-286 млн. років тому, або на думку вікі 360-299 млн років тому), коли в надра Землі були закладені великі запаси кам'яного вугілля.
Вперше з вуглецевими волокнами світ познайомився у 1880 році, коли Едісон запропонував використовувати їх як нитки розжарювання ламп, але цю ідею незабаром забули через прихід вольфрамового дроту. Лише у середині минулого століття вуглепластиком знову зацікавилися, коли шукали нові матеріали, що витримують багатотисячну температуру у ракетних двигунах.
Вперше карбон використовували у програмі NASA для будівництва космічних кораблів, потім карбон почали застосовувати і військові. На 1967 р. карбон стали вільно продавати у Англії, але його було обмежене, а процес контролювався державою. Першою фірмою, що зайнялася реалізацією нового матеріалу, стала британська фірма Morganite Ltd. При цьому продаж вуглеволокна як стратегічного товару був строго регламентований.
У 1981 р. Джон Барнард вперше застосував карбонове волокно в гоночному автомобілі, з того часу карбон тріумфально увірвався в автоспорт, де й сьогодні він залишається одним із найкращих матеріалів. Зараз карбон входить і в наше повсякденне життя.
Але давайте будемо потихеньку розбиратися що ж таке карбон і з чого він складається?
Карбон – виготовляється з композитних матеріалів. Він складається з акуратно переплетених між собою ниток вуглецю, які переплетені під певним кутом.
Нитки вуглецю - дуже стійкі до розтягування, вони на одному рівні зі сталлю, тому що щоб їх порвати або розтягнути, потрібно дуже добре постаратися. Але на жаль, при стиску вони не такі гарні, як при розтягуванні, адже вони можуть поламатися. Щоб уникнути цього, їх почали переплітати між собою під певним кутом із додаванням гумової нитки. Після чого кілька готових шарів з'єднують епоксидними смолами і виходить звичний матеріал для нашого погляду - карбон.
Насправді варіантів виготовлення карбону як такого маса. Існують різні методики, різні підходи тощо. Ми ж коротко розглядаємо технологію, так би мовити для загального розвитку, щоб хоча б уявляти як це і з чим його їсти =) Технології різні, але суть одна-це нитки вуглецю. Вони і є однією з основних складових.
Але давайте повернемося до більш цікавої для нас теми. Карбон у автомобільному спорті.
почнемо з найпростішого, що б надалі не виникало питань, а що це? =) * Сама чесно тільки дізналася що це таке *
ВІКИ НА ДОПОМОГУ: Моноко́к (фр. monocoque) — тип просторової конструкції, у якій (на відміну каркасних чи рамних конструкцій) зовнішня оболонка є основним і, зазвичай, єдиним несучим елементом.
І так ми тепер розумні, знаємо що таке монокок, тепер перейдемо власне до карбону в автоспорті.
Поява карбону не могла не зацікавити конструкторів гоночних автомобілів. На момент появи вуглеволокна на трасах F1, багато монококи робилися з алюмінію. Але алюміній мав недоліки, серед яких його недостатня міцність при великих навантаженнях. Збільшення міцності вимагало збільшення розмірів монокока, а отже, і його маси. Вуглеволокно виявилося чудово підходящою альтернативою алюмінію.
Не порушуючи традицій, що склалися, після «служби в армії» вуглепластик «зайнявся» спортом. Лижники, велосипедисти, веслярі, хокеїсти та багато інших спортсменів гідно оцінили легкий та міцний інвентар. В автоспорті карбонова ера почалася 1976 року. Спочатку на машинах McLaren з'явилися окремі деталі з дивовижного чорно-переливчастого матеріалу, а в 1981 році на трасу вийшов McLaren MP4 з монококом, повністю виготовленим з вуглеволоконного композиту. Так ідея головного конструктора команди Lotus Коліна Чепмена, який створив у 1960-х несучу основу гоночного кузова, отримала якісний розвиток. Однак у той час новий матеріал був ще невідомим технологам від автоспорту, тому капсулу, що не руйнується, для McLaren виготовила американська компанія Hercules Aerospace, що володіє досвідом військово-космічних розробок. 
Шлях карбону в автоспорті був тернистим і заслуговує на окрему розповідь. На сьогоднішній день карбоновий монокок мають абсолютно всі боліди Формули-1, а також практично всі «молодші» формули, та й більшість суперкарів, звичайно. Нагадаємо, монокок - це несуча частина конструкції боліда, до нього кріпляться двигун і коробка, підвіска, деталі оперення, сидіння гонщика. Одночасно він відіграє роль капсули безпеки.
Ну начебто розібралися більш-менш з тим, що таке карбон, з чого він складається, і коли його почали використовувати в автомобільному спорті.
В принципі, як і всіх матеріалів на нашій планеті, карбон має свої мінуси і плюси:
- Найголовніший плюс карбону є в його міцності і в його невеликій вазі. Якщо порівнювати зі сплавами, то карбон легше стали, аж на 40%, а якщо порівняти з металами, то він легший за алюміній на 20%. Саме тому карбон використовують у деталях для гоночних автомобілів, адже при зниженні ваги міцність залишається такою ж.
Його зовнішній вигляд. Карбон виглядає стильно, красиво і престижно, як на автомобільному транспорті, так і в інших різних предметах.
Інша важлива властивість карбону – низька здатність до деформації та невелика пружність. Під час навантаження карбон руйнується без пластичної деформації. Це означає, що карбоновий монокок захищатиме гонщика від найсильніших ударів. Але якщо не витримає, то не погнеться, а зламається. Причому розлетиться на гострі шматки. * Загалом на ньому можна навіть трішки пострибати =) *
- Першим мінусом є те, що під дією сонця карбон може змінити свій відтінок.
Другим – якщо, якась деталь, покрита карбоном, буде пошкоджена, то відремонтувати її не вдасться, доведеться лише замінювати її повністю.
Третій мінус - вартість карбону, тому не кожен авто любитель зможе використовувати карбон при тюнінгу.
Ще один недолік: при контакті з металами в солоній воді вуглепластик викликає сильну корозію і такі контакти слід виключати. Саме з цієї причини карбон так довго не міг увійти у світ водного спорту (нещодавно цей недолік навчилися оминати).
Ну так от, продовжуємо))) звичайно це все цікаво, барвисто і легко. Виходить, що карбонові машинки-реальність. Причому як я розумію, вони набагато легше (що дає більше шансів на прискорення), набагато міцніше (що дає більше шансів на виживання), і дуже красиві (карбонові машинки). Але є абсолютно мааааленьке АЛЕ: вартість справжнього карбону. Зробити таку машину не кожен може собі дозволити, адже божевільно хочеться доторкнутися до світу чогось дуже спортивного та барвистого. Все вирішується-є попит, буде і пропозиція. І ось наша відповідь дорогому карбону:
Для виготовлення карбонових деталей застосовується як просто вуглецеве волокно з хаотично розташованими нитками, що заповнюють весь об'єм матеріалу, так і тканина (Carbon Fabric). Існують десятки видів плетив. Найбільш поширені Plain, Twill, Satin. Іноді плетіння умовно – стрічка з поздовжньо розташованих волокон «прихоплена» рідкісними поперечними стібками лише для того, щоб не розсипатися.
Щільність тканини, або питома маса, виражена г/м2, крім типу плетіння залежить від товщини волокна, яка визначається кількістю вугленит. Ця характеристика кратна тисячі. Так, абревіатура 1К означає тисячу ниток у волокні. Найчастіше в автоспорті та тюнінгу застосовуються тканини плетіння Plain та Twill щільністю 150–600 г/м2, з товщиною волокон 1K, 2.5K, 3К, 6K, 12K та 24К. Тканина 12К широко використовується і у виробах військового призначення (корпусу та головки балістичних ракет, лопаті гвинтів вертольотів та підводних човнів тощо), тобто там, де деталі зазнають колосальних навантажень.
«Срібний» або «алюмінієвий» колір - лише фарба або металізоване покриття на склотканини. І називати карбоном такий матеріал недоречно – це склопластик. Втішно, що і в цій галузі продовжують з'являтися нові ідеї, але за характеристиками склу з вуглецевим вугіллям ніяк не зрівнятися. Кольорові тканини найчастіше виконані з кевлару. Хоча деякі виробники тут застосовують скловолокно; зустрічається навіть пофарбовані віскоза та поліетилен. При спробі заощадити замінивши кевлар на згадані полімерні нитки, погіршується з'єднання такого продукту зі смолами. Ні про яку міцність виробів з такими тканинами не може бути й мови.
Але давайте розглянемо останній і модний напрямок в атоіндустрії. Автомобільне поклейка під карбон.
Матеріал отримав велику популярність, так як його можна було покласти на капот, багажник або більш складну форму, а ціна готових деталей виявилася дешевшою за карбон в 5-7 разів.
Спочатку карбонова плівка з'явилася у вигляді друку сольвентом на полімерній плівці. Виробництво робилося шляхом перемальовування малюнка плетіння самого карбону, обробки його у графічному редакторі та виведенні на плотер. Назву такому матеріалу дали Карбон 2д, що означає плоский (у двох площинах). 
як можна помітити - "плоский" карбон досить нецікавий. Це те саме, що дивитися кіно в чорно-білому кольорі маючи наворочений сучасний телевізор.
Але карбон під лаком виглядає набагато об'ємніше і краще, тому ентузіасти не зупинилися і в Японії була створена плівка, що імітує текстуру карбону в трьох площинах! Тобто було створено саме текстурну плівку, де третя площина стала вертикаль, тим самим повністю скопіювавши карбон. 
На даний момент існує маса різних варіантів кольору та 2d карбону та 3d. Все залежить від нашого побажання та наших фінансових можливостей. Кожен може торкнутися світу легкого і міцного матеріалу. Та нехай він буде не справжнім, але він буде гарним. Хоча моя думка-клеїти карбонову плівку, ніби купити підроблену брендову річ. Так, виглядає красиво, але вона несправжня. Хоча знову ж на смак і колір =)
Спасибі тим, хто дочитав до кінця, намагалася правда зробити компанівку цікавою та пізнавальною. Так, не сперечаюся, досить багато копіпаста, але не бачу сенсу писати одне й те саме різними словами в даний момент.
Використані веб-сайти.
Штефан Вінкельман, голова компанії Ламборгіні, поділився: Надмірна максимальна швидкість, як і надпотужність двигуна, для нас більше не є першочерговими цілями». Ці слова спершу викликали шок. Але далі він цілком чітко описав подальші пріоритети очолюваної ним компанії: « Рекордну динаміку та феноменальну керованість суперкарів наш новий підхід до конструювання не зачепить. Зрозумійте, 300 км/год максимальної швидкості – це для будь-якого сучасного суперкара вже загальноприйнята норма, але де її можна досягти? Тільки на гоночних треках дуже короткого часу. Продовжувати нарощувати потужність двигунів ми не будемо з екологічних міркувань – „Ламборгіні“, як і всім іншим автомобілям, також потрібно вписуватись у норми викиду СО2. Але вихід є – домагатися рекордного співвідношення потужності та маси автомобіля. Шлях тут один – широкомасштабне використання вуглепластику. Боліди Формули-1 давно підтвердили: кращого матеріалу, що поєднує в собі міцність та легкість, нам не знайти».
Ось так, зараз обваливши колишні цінності, пан Вінкельман і підвів нас до головної мети візиту на «Ламборгіні». Відтепер ця компанія є єдиною автомобільною фірмою світу, яка має у своїй структурі підрозділ для розробки, тестування та виробництва деталей із вуглеволокна.
РУКА ВАШИНГТОНУ
Посилити проект подібного масштабу наодинці «Ламборгіні» не змогла б. Фінансово (і до певної міри технологічно) їй допомогла «Ауді», нинішній повноправний власник італійської фірми у складі концерну «Фольксваген». З підбором матеріалів, технологій та комп'ютерним симулюванням креш-тестів карбонових елементів для нового флагмана – 700-сильного «Авентадору» – виручили американці. Головним чином університет штату Вашингтон, відомий своїми дослідженнями в даному напрямку. Досвід цього закладу чималий - в основному завдяки спільній роботі з «Боїнгом», який розгортає випуск «Дрімлайнера», першого пасажирського літака з фюзеляжем із композитних матеріалів.
Авіабудівники також поділилися з італійцями ноу-хау – методикою швидкого визначення ступеня пошкодження та оперативного ремонту вуглепластикових конструкцій. Адже літак із проблемним елементом найчастіше не можна відправити своїм ходом на завод-виробник. "Боїнг" створив інститут "літаючих лікарів" - кваліфікованих ремонтників з "чарівними валізками", в яких є все необхідне для вивчення характеру пошкодження та його усунення. Схожі хлопці літатимуть і до невдалих клієнтів «Ламборгіні». Для скорочення часу прибуття організували три точки дислокації карбонових лікарів – в Італії, США та Австралії.
Вашингтонський університет заразом узяв на себе перспективні розробки вуглепластикових технологій. І засватав «Ламборгіні» ще одного партнера, дуже незвичайного – лідера у світовому виробництві аксесуарів для гольфу компанію «Келлоуей». Вона робить ключки для гольфу з вуглепластику шляхом гарячої штампування, використовуючи заготівлі карбонового волокна з дуже короткими нитками - від 2,5 до 5 см. Але завдяки їх високій щільності (більше 200 тисяч волокон на квадратний сантиметр) наконечники ключок виходять надзвичайно міцними.
"Ламборгіні" вже випробувала цю технологію на елементах кузова та підвіски концепт-кара "Сесто Елементо". Вийшло непогано, але серійному виробництву мають передувати серйозні випробування. Суперкар не ключка для гольфу, нехай навіть надтехнологічна.
І ПРОЖИВАЄМО НА ПОВІЛЬНОМУ ВОГНІ
А які технології вже використовуються під час створення «Авентадору»? Зараз застосовують три методи, що багато в чому різняться.
Перший починається з формування майбутніх елементів штампуванням. Заготовки з вуглеволокна набувають форми подібно до звичайного листового металу, а потім поміщаються в спеціальні кондуктори, де під контролем лазерних вимірювачів їх з'єднують разом, причому допуски не більше 0,1 мм.
Далі між елементами під невеликим тиском впорскується полімерна смола. Процес завершується спіканням у тепловій камері. Ручної праці в цьому процесі є мінімум - більшість операцій покладено на автоматику. Дорогі автоклави також не потрібні – немає необхідності підтримувати певний тиск.
Наступний спосіб – по суті, різновид попереднього. Різниця лише в тому, що тут шари вуглепластику перехрещуються один з одним – так формуються найбільш відповідальні силові деталі, наприклад стійки та підсилювачі кузова.
Радикально інший метод потрібен виготовлення деталей з ідеальної зовнішньої поверхнею. У цьому випадку використовуються охолоджені заготівлі вуглеволокна з попередньо впораною термочутливою смолою, що вступає в реакцію при підвищенні температури. Такі елементи після ручного формування поверхні матриці ламінуються плівкою. Після цього вакуумні апарати видаляють з-під плівки дрібні повітряні бульбашки, залишаючи бездоганно рівну поверхню. Потім елементи поміщають для остаточного затвердіння автоклав, де вони проходять термообробку тривалістю від двох до п'яти годин.
Ось так, крок за кроком і народжуються елементи монокока нової автомобільної легенди. Переміщаючись від лінії до лінії, вони обростають новими деталями, зміцнюються в критичних місцях епоксидною піною, яка, заповнюючи порожнечі, також служить шумоізоляцією; в них вживлюють алюмінієві частини у відповідь для кріплення переднього і заднього підрамників. Цікаво, що вже виготовлені елементи часто є вихідною матрицею для наступних. Вони навіть запікаються разом – так суттєво скорочують час та витрати на проміжні операції. Кульмінаційний момент – з'єднання нижньої основи несучої конструкції з дахом. У результаті виходить карбоновий монокок масою всього 147,5 кг. Алюмінієвий каркас з вуглепластиковими елементами «Мурсьєлаго» важив на 30% більше – при меншій у півтора рази жорсткості.
До речі, попередників "Авентадору" за дев'ять років зробили 4099 штук. Тираж новинки передбачається на тому ж рівні, тобто по 400-500 екземплярів на рік. Це прорив для конструкції з таким масовим застосуванням вуглеволокна. Наприклад, первісток серійного використання карбонової структури кузова англійський «Мак-Ларен F1» 1992 року побачив світ всього в 106 екземплярах. Але він і коштував набагато більше за нинішній флагман «Ламборгіні». Адже тоді вуглепластик вважався для дорожньої машини неймовірною, безмежною екзотикою - сьогодні він все ще дорогий, але вже перетворюється на буденність.
ІСТОРИЧНИЙ ФАКТ - ЗМОВ МОВЧАННЯ
Про це у «Ламборгіні» особливо не поширюються, але факт, що ще чверть століття тому ця італійська фірма вже мала у своєму складі лабораторію з розробки та впровадження композитних матеріалів. Очолював її не хто інший, як аргентинець Гораціо Пагані, який згодом створив суперкар «Зонда». З'явившись у 1999 році, автомобіль вразив масовим застосуванням вуглепластика, включаючи несучу основу кузова - те, що на «Авентадорі» з'явилося лише 12 років по тому. Очевидно, успіхи колишнього працівника і змушують керівництво «Ламборгіні» замовчувати цей факт, хоча виробництво «Пагані» – не більше 20 штук на рік, і явним конкурентом «Авентадору» вони не є.
Натомість у «Ламборгіні» не втомлюються повторювати, що їхня перша машина з повністю вуглепластиковим монококом з'явилася ще 1985 року. Знов-таки не згадують при цьому Пагані – головного ініціатора проекту «Каунтач Еволюціон». Його зробили тільки в одному екземплярі, але, крім карбонового монокока, що несе, та машина отримала вуглепластикові підрамники для кріплення силового агрегату і підвіски. Кришка багажника, капот, розширювачі колісних арок, диски та передній спойлер також були виконані з перспективного матеріалу. Автомобіль схуд у порівнянні з серійним приблизно на 500 кг – для суперкара величезне досягнення. При потужності в 490 сил машина мала феноменальну динаміку - розганялася до сотні менше ніж за 4 с, а максимальна швидкість становила 330 км/год - серійний «Мурсьєлаго» досяг подібних результатів лише через 15 років.
