Карбоновий монокок. Технології

Карбоновий монокок. Технології

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 =) *

Власне мінуси:
    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).

Напевно, погано шукала, але не знайшла фото зламаного карбону.

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.

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
Разом: зменшення опору зустрічному потоку повітря на 64 грами, що є еквівалентом 14% поверхні велосипеда.

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.

Компанія Lamborghini показала карбоновий монокок нового суперкара. Lamborghini показала монокок нового суперкара Буквально через два тижні компанія Lamborghini має намір представити публіці наступника Murcielago – модель LP700-4 Aventador. Важить він всього 147,5 кг і, як запевняє Lamborghini, забезпечує оптимальну безпеку та високу торсіонну жорсткість.

Компанія Lamborghini продовжує видавати секрети про свого нового супекаря LP700-4 Aventador, який дебютує на міжнародній автомобільній виставці в Женеві.

Інженери поділилися інформацією про новий композитний монокок, який складатиме основу суперкара. Конструкція повністю виконана з міцного композиційного матеріалу, укріпленого нитками вуглецевого волокна (CFRP - Carbon Fiber-Reinforced Polymer), і спроектована таким чином, щоб зберігати форму при надмірних навантаженнях і забезпечувати безпеку пасажирів. Він важить всього 147,5 кг, тоді як маса готового кузова без фарбування та ґрунтовки становить 229,5 кг. Крім того, автомобіль має "феноменальну жорсткість на кручення 35 000 Нм/град".

Монокок побудований з використанням трьох взаємодоповнюючих виробничих методів - Resin Transfer Moulding, Prepreg і Braiding - і включає складну структуру з епоксидної смоли, укріплену алюмінієвими вставками. Що ще важливіше, іженерам вдалося спростити виробничий процес і домогтися вражаючої точності складання - відстань між елементами, що взаємодіють, становить не більше 0,1 міліметра.

Нагадаємо, що суперкар LP700-4 отримає 6,5-літровий двигун V12 потужністю близько 700 к.с., що працює в парі з блискавичною 7-ступінчастою коробкою передач ISR. Завдяки їй та електронній системі постійного повного приводу Haldex автомобіль зможе розганятися з 0 до 100 кілометрів на годину всього за 2,9 секунди та впевнено досягати швидкості 350 кілометрів на годину.

Для порівняння:

Ford Focus 5d 17.900 Н*м/град
Lambo Murcielago 20,000 Н*м/град.
Volkswagen Passat B6/B7-32400 Нм/град
Opel Insignia 20800 Нм/град
ВАЗ-2109 - 7500 НМ/Град
ВАЗ-2108 - 8500 НМ/Град
ВАЗ-21099, 2105-07 - 5000 НМ/Град
ВАЗ-2104 - 4500 НМ/Град
ВАЗ-2106 (седан) 6500 Н * м / град
ВАЗ-2110 - 12000 НМ/Град
ВАЗ-2112 (5-дв. хетчбек) 8100 Н*м/град
Нива - 17000 НМ/Град
Шеві нива - 23000 НМ/Град
Москвич 2141 - 10000 НМ/Град
Для сучасних іномарок нормальна цифра 30000 - 40000 НМ/Град для закритих кузовів та 15000-25000 НМ/Град для відкритих (родстерів).

Alfa 159 - 31.400Nm/degree
Aston Martin DB9 Coupe 27,000 Nm/deg
Aston Martin DB9 Convertible 15,500 Nm/deg
Aston Martin Vanquish 28,500 Nm/deg
Audi TT Coupe 19,000 Nm/deg
Bugatti EB110 - 19,000 Nm/degree
BMW E36 Touring 10,900 Nm/deg
BMW E36 Z3 5,600 Nm/deg
BMW E46 Sedan (w/o folding seats) 18,000 Nm/deg
BMW E46 Sedan (w/folding seats) 13,000 Nm/deg
BMW E46 Wagon (w/folding seats) 14,000 Nm/deg
BMW E46 Coupe (w/folding seats) 12,500 Nm/deg
BMW E46 Convertible 10,500 Nm/deg
BMW X5 (2004) – 23,100 Nm/degree
BMW E90: 22,500 Nm/deg
BMW Z4 Coupe, 32,000Nm/degree
BMW Z4 Roadster: 14,500 Nm/deg

Bugatti Veyron - 60,000 Nm/degree

Chrysler Crossfire 20,140 Nm/deg
Chrysler Durango 6,800 Nm/deg
Chevrolet Corvette C5 9,100 Nm/deg
Dodge Viper Coupe 7,600 Nm/deg
Ferrari 360 Spider 8,500 Nm/deg
Ford GT: 27,100 Nm/deg
Ford GT40 MkI 17,000 Nm/deg
Ford Mustang 2003 16,000 Nm/deg
Ford Mustang 2005 21,000 Nm/deg
Ford Mustang Convertible (2003) 4,800 Nm/deg
Ford Mustang Convertible (2005) 9,500 Nm/deg
Jaguar X-Type Sedan 22,000 Nm/deg
Jaguar X-Type Estate 16,319 Nm/deg
Koenigsegg - 28.100 Nm/degree
Lotus Elan 7,900 Nm/deg
Lotus Elan GRP body 8,900 Nm/deg
Lotus Elise 10,000 Nm/deg
Lotus Elise 111s 11,000 Nm/deg
Lotus Esprit SE Turbo 5,850 Nm/deg
Maserati QP - 18.000 nm/degree
McLaren F1 13,500 Nm/deg
Mercedes SL - з top down 17,000 Nm/deg, з top up 21,000 Nm/deg
Mini (2003) 24,500 Nm/deg
Pagani Zonda C12 S 26,300 Nm/deg
Pagani Zonda F - 27,000 Nm/degree
Porsche 911 Turbo (2000) 13,500 Nm/deg
Porsche 959 12,900 Nm/deg
Porsche Carrera GT - 26,000Nm/degree
Rolls-Royce Phantom - 40,500 Nm/degree
Volvo S60 20,000 Nm/deg
Audi A2: 11,900 Nm/deg
Audi A8: 25,000 Nm/deg
Audi TT: 10,000 Nm/deg (22Hz)
Golf V GTI: 25,000 Nm/deg
Chevrolet Cobalt: 28 Hz
Ferrari 360: 1,474 kgm/degree (bending: 1,032 kg/mm)
Ferrari 355: 1,024 kgm/degree (bending: 727 kg/mm)
Ferrari 430: supposedly 20% higher than 360
Renault Sport Spider: 10,000 Nm/degree
Volvo S80: 18,600 Nm/deg
Koenigsegg CC-8: 28,100 Nm/deg
Porsche 911 Turbo 996: 27,000 Nm/deg
Porsche 911 Turbo 996 convertible: 11,600 Nm/deg
Porsche 911 Carrera Type 997: 33,000 Nm/deg
Lotus Elise S2 Exige (2004): 10,500 Nm/deg
Volkswagen Fox: 17,941 Nm/deg
VW Phaeton - 37,000 Nm/degree
VW Passat (2006) - 32,400 Nm/degree
Ferrari F50: 34,600 Nm/deg
Lambo Gallardo: 23000 Nm/deg
Mazda Rx-8: 30,000 Nm/deg
Mazda Rx-7: ~15,000 Nm/deg
Mazda RX8 - 30,000 Nm/degree
Saab 9-3 Sportcombi - 21,000 Nm/degree
Opel Astra - 12,000 Nm/degree
Land rover Freelander 2 - 28,000 Nm/degree
Lamborghini Countach 2,600 Nm/deg
Ford Focus 3d 19.600 Nm/deg
Ford Focus 5d 17.900 Nm/deg
Автомобілі ВАЗ
ВАЗ-1111Е Ока 3-дверний хетчбек 7000
ВАЗ-21043 універсал 6300
ВАЗ-2105 седан 7300
ВАЗ-2106 седан 6500
ВАЗ-2107 седан 7200
ВАЗ-21083 3-дверний хетчбек 8200
ВАЗ-21093 5-дверний хетчбек 6800
ВАЗ-21099 седан 5500

ЕПОХА КАРБОНУ
…Нові групи тварин починають завойовувати сушу, але їхній відрив від водного середовища не був ще остаточним. До кінця карбону (350-285 млн. років тому) відноситься поява перших плазунів - повністю наземних представників хребетних.
Підручник з біології





Через 300 мільйонів років карбон знову повернувся Землю. Мова про технології, які уособлюють нове тисячоліття. Карбон – це композитний матеріал. Основу його складають нитки із вуглецю, які мають різну міцність. Ці волокна мають такий самий модуль Юнга, як і сталь, але при цьому їх щільність навіть менша, ніж у алюмінію (1600 кг/м3). Тим, хто не вчився на фізтеху, доведеться зараз напружитися… Модуль Юнга – це один із модулів пружності, що характеризує здатність матеріалу чинити опір розтягуванню. Іншими словами, нитки вуглецю дуже складно розірвати або розтягнути. А ось із опором стиску все гірше. Для вирішення цієї проблеми придумали сплітати волокна між собою під певним кутом, додавши гумові нитки. Потім кілька шарів такої тканини поєднуються між собою епоксидними смолами. Отриманий матеріал називається карбон чи вуглеволокно.

З середини минулого століття багато країн проводили експерименти з одержанням карбону. Насамперед у цьому матеріалі були зацікавлені, звичайно, військові. У вільний продаж карбон надійшов лише 1967 року. Першою фірмою, що зайнялася реалізацією нового матеріалу, стала британська фірма Morganite Ltd. При цьому продаж вуглеволокна як стратегічного товару був строго регламентований.
Гідності й недоліки

Найбільш важлива перевага вуглеволокна - це найвище відношення міцності до ваги. Модуль пружності кращих сортів вуглеволокна може перевищувати 700 ГПа (а це навантаження 70 тонн на квадратний міліметр!), а розривне навантаження може досягати 5 ГПа. При цьому карбон на 40% легший від сталі і на 20% легший від алюмінію.

Серед недоліків карбону: тривалий час виготовлення, висока вартість матеріалу та складність у відновленні пошкоджених деталей. 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).





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.

Одержання вуглеволокна

На сьогоднішній день існує кілька способів отримання вуглеволокна. Основні: хімічне осадження вуглецю на філамент (носій), вирощування волоконноподібних кристалів у світловій дузі, та побудова органічних волокон у спеціальному реакторі – автоклаві. Останній спосіб набув найбільшого поширення, але і він досить дорогий і може застосовуватися лише у промислових умовах. Спочатку потрібно одержати нитки вуглецю. Для цього беруть волокна матеріалу з назвою поліакрилонітрил (він PAN), нагрівають їх нагріваються до 260°С і окислюють. Отриманий напівфабрикат нагрівається в інертному газі. Довготривале нагрівання при температурах від кількох десятків до кількох тисяч градусів Цельсія призводить до процесу так званого піролізу - з матеріалу зменшуються леткі складові, частки волокон утворюють нові зв'язки. При цьому відбувається обвуглювання матеріалу – «карбонізація» та відторгнення невуглецевих сполук. Завершальний етап виробництва вуглеволокна включає переплетення волокон в пластини і додавання епоксидної смоли. В результаті виходять листи чорного вуглеволокна. Вони мають гарну пружність та велике навантаження на розрив. Чим більше часу проводить матеріал в автоклаві, і чим більша температура, тим якісніший виходить карбон. При виготовленні космічного вуглеволокна температура може сягати 3500 градусів! Найміцніші сорти проходять додатково ще кілька ступенів графітування в інертному газі. Весь цей процес дуже енергоємний і складний, тому карбон помітно дорожчий за склопластик. Здійснити процес вдома не намагайся, навіть якщо ти маєш автоклав – у технології безліч хитрощів…

Карбон в автосвіті

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.





Першим автомобілем, шасі якого було виконано з вуглеволокна, став McLaren МР4. 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.

Тюнінг

Коли ми говоримо «карбон», то згадуємо, звісно, ​​капоти тюнінг-карів. Однак зараз немає кузовної деталі, яка не могла б бути зроблена з карбону – не лише капоти, а й крила, бампера, двері та дахи… Факт економії ваги очевидний. Середній виграш у вазі за заміни капота на карбоновий становить 8 кг. Втім, для багатьох головним буде той факт, що карбонові деталі практично на будь-якій машині виглядають дуже стильно!

Карбон з'явився й у салоні. На кришках тумблерів з вуглеволокна багато не заощадиш, але естетика – поза сумнівом. Салонами з елементами карбону не гидують ні Ferrari, чи не Bentley.

Але карбон це не лише матеріал дорогого стайлінгу. Наприклад, він міцно прописався у зчепленні автомобілів; причому з вуглеволокна роблять і фрикційні накладки і сам диск зчеплення. Карбонова «сцепа» має високий коефіцієнт тертя, мало важить, і втричі сильніше опираються зносу, ніж звичайна «органіка».






Іншою областю застосування карбону стали гальма. Неймовірні властивості гальм сучасної F1 забезпечують диски з карбону, здатні працювати при високих температурах. Вони витримують до 800 циклів нагріву за гонку. Кожен із них важить менше кілограма, тоді як сталевий аналог як мінімум утричі важчий. На звичайну машину карбонові гальма поки не купити, але на суперкарах подібні рішення вже трапляються.

Інший тюнінг-девайс, що часто використовується - міцний і легкий карбоновий карданний вал. А ще нещодавно пройшла чутка, що Ferrari F1 збирається встановити на свої машини карбонові коробки передач.

Нарешті, карбон широко застосовується в гоночному одязі. Карбонові шоломи, черевики з карбоновими вставками, рукавички, костюми, захист спини і т.д. Такий «екіп» не тільки краще виглядає, а й підвищує безпеку та знижує вагу (дуже важливо для шолома). Особливою популярністю користується карбон у мотоциклістів. Найпросунутіші байкери одягають себе в карбон з ніг до голови, інші тихо заздрять і збирають гроші.
Нова релігія

Непомітно та тихо підкралася нова карбонова епоха. Карбон став символом технологій, досконалості та нового часу. Його використовують у всіх технологічних галузях – спорт, медицина, космос, оборонна промисловість. Але улеволокно проникає і в наш побут! Вже можна знайти ручки, ножі, одяг, чашки, ноутбуки, навіть карбонові прикраси… А знаєш, чому причина популярності? Все просто: Формула 1 та космічні кораблі, снайперські гвинтівки останніх зразків, монококи та деталі суперкарів – відчуваєш зв'язок? Все це найкраще у своїй галузі, межа можливостей сучасних технологій. І люди, купуючи карбон, купують частинку недосяжної для більшості досконалості.







Факти:
у листі карбону завтовшки 1 мм 3-4 шари вуглецевих волокон
1971 року британська фірма Hardy Brothers перша у світі представила вудилища для лову риби з вуглеволокна
сьогодні з карбону виготовляють високоміцні канати, сітки для рибодобувних суден, гоночні вітрила, двері кабіни пілотів літаків, куленепробивні захисні армійські каски.
Для спортивної стрільби з лука на довгі дистанції спортсмени-професіонали зазвичай використовуються стріли з алюмінію та карбону.

На Essen Motor Show ми побачили у одного співробітника стенду AutoArt чумове карбонове кільце на пальці. На прохання показати товар у своєму безкрайньому каталозі він відповів, що це просто карбонова втулка, яку він зняв зі свого велосипеда.



© 2023 globusks.ru - Ремонт та обслуговування автомобілів для новачків