Композитные технологии Молекулярная структура
Пока обыденные зеваки рассматривали супер автомобиль «Ламборгини-Авентадор» на подмостках Интернационального женевского автомобильного салона, Дмитрий Федоров просочился в скрытые цехи итальянской компании, где рождается стопроцентно углепластиковый монокок этой модели.
LamborghiniLamborghini
Штефан Винкельман, глава компании «Ламборгини», поделился: «Запредельная наибольшая скорость, как и сверхмощность мотора, для нас больше не являются первоочередными целями». Эти слова сначала вызвали шок. Но далее он полностью верно обрисовал последующие ценности возглавляемой им компании: «Рекордную динамику и феноменальную маневренность супер автомобилей наш новый подход к конструированию не заденет. Поймите, 300 км/ч наибольшей скорости – это для хоть какого современного суперкара уже принятая норма, но где ее можно достигнуть? Лишь на гоночных треках в течение очень недлинного времени. Продолжать увеличивать мощность движков мы не будем из экологических суждений – «Ламборгини», как и всем другим автомобилям, тоже необходимо вписываться в нормы выброса СО2. Но выход есть – добиваться рекордного соотношения мощности и массы автомобиля. Путь тут один – широкомасштабное внедрение углепластика. Болиды Формулы-1 издавна подтвердили: наилучшего материала, сочетающего внутри себя крепкость и легкость, нам не найти».
Вот так, разом обрушив прежние ценности, г-н Винкельман и подвел нас к главной цели визита на «Ламборгини». С этого момента эта компания является единственной авто компанией мира, имеющей в собственной структуре подразделение для разработки, тестирования и производства деталей из углеволокна.
«Авентадор» без внешних панелей. Отлично видна углепластиковая капсула пассажирского отсека, к которой на дюралевых подрамниках крепятся агрегат и ходовая часть.«Авентадор» без внешних панелей. Отлично видна углепластиковая капсула пассажирского отсека, к которой на дюралевых подрамниках крепятся агрегат и ходовая часть. РУКА ВАШИНГТОНА Осилить проект подобного масштаба в одиночку «Ламборгини» не смогла бы. Финансово (и в некой степени технологически) ей посодействовала «Ауди», сегодняшний полноправный обладатель итальянской компании в составе концерна «Фольксваген». С подбором материалов, технологий и компьютерным симулированием крэш-тестов карбоновых частей для нового флагмана – 700-сильного «Авентадора» – выручили америкосы. Приемущественно, институт штата Вашингтон, узнаваемый своими исследовательскими работами в данном направлении. Опыт у этого заведения большой – в главном благодаря совместной работе с «Боингом», который разворачивает выпуск «Дримлайнера», первого пассажирского самолета с фюзеляжем из композитных материалов.
Авиастроители тоже поделились с итальянцами ноу-хау – методикой резвого определения степени повреждения и оперативного ремонта углепластиковых конструкций. Ведь самолет с проблемным элементом часто нельзя выслать своим ходом на завод-изготовитель. «Боинг» сделал институт «летающих докторов» – обученных ремонтников с «волшебными чемоданчиками», в каких все есть нужное для исследования нрава повреждения и его устранения. Похожие ребята будут летать и к незадачливым клиентам «Ламборгини». Для сокращения времени прибытия организовали три точки дислокации карбоновых лекарей – в Италии, США и Австралии.
Набор «летающего доктора» просто умещается в чемоданчике и позволяет делать реставрацию покоробленного монокока не ужаснее, чем в промышленных критериях.Набор «летающего доктора» просто умещается в чемоданчике и позволяет делать реставрацию покоробленного монокока не ужаснее, чем в промышленных критериях.
Вашингтонский институт заодно взял на себя многообещающие разработки углепластиковых технологий. И сосватал «Ламборгини» еще 1-го напарника, очень необыкновенного, – фаворита в мировом производстве аксессуаров для гольфа компанию «Кэллоуэй». Она делает клюшки для гольфа из углепластика способом жаркой штамповки, используя заготовки карбонового волокна с совершенно маленькими нитями – от 2,5 до 5 см. Но благодаря их высочайшей плотности (более 200 тыщ волокон на квадратный сантиметр) наконечники клюшек получаются необыкновенно крепкими.
«Ламборгини» уже опробовала данную технологию на элементах кузова и подвески концепт-кара «Сесто Элементо». Вышло хорошо, но серийному производству должны предшествовать суровые тесты. Супер автомобиль не клюшка для гольфа, пускай даже высокотехнологичная.
И ПРОЖАРИВАЕМ НА Слабом огне А какие технологии уже применяются при разработке «Авентадора»? На данный момент используют три почти во всем различающихся способа.
1-ый начинается с формования будущих частей штамповкой. Заготовки из углеволокна получают форму подобно обыкновенному листовому металлу, а потом помещаются в особые кондукторы, где под контролем лазерных измерителей их соединяют совместно, при этом допуски менее 0,1 мм.
Пока способ жаркой штамповки карбона не вышел из стадии тестов. Технологию отрабатывают в том числе на фирменных эмблемах.Пока способ жаркой штамповки карбона не вышел из стадии тестов. Технологию отрабатывают в том числе на фирменных эмблемах.
Дальше меж элементами под маленьким давлением впрыскивается синтетическая смола. Процесс заканчивается спеканием в термический камере. Ручного труда в этом процессе минимум – большая часть операций возложено на автоматику. Дорогостоящие автоклавы также не необходимы – нет необходимости поддерживать определенное давление.
Последующий метод – на самом деле, разновидность предшествующего. Разница только в том, что тут слои углепластика перекрещиваются вместе – так формуются более ответственные силовые Ремонт и эксплуатация, к примеру стойки и усилители кузова.
Конструктивно другой способ нужен для производства деталей с безупречной внешней поверхностью. В данном случае употребляются охлажденные заготовки углеволокна с за ранее впрыснутой термочувствительной смолой, вступающей в реакцию при повышении температуры. Такие элементы после ручного формования поверхности в матрице ламинируются пленкой. После вакуумные аппараты убирают из-под пленки мелкие воздушные пузыри, оставляя идеально ровненькую поверхность. Потом элементы помещают для окончательного отверждения в автоклав, где они проходят термическую обработку длительностью от 2-ух до 5 часов.
Формирование деталей из углеволокна с за ранее впрыснутой термочувствительной смолой идет на карбоновых матрицах при помощи термического пистолета.Формирование деталей из углеволокна с за ранее впрыснутой термочувствительной смолой идет на карбоновых матрицах при помощи термического пистолета.
Вот так, шаг за шагом, и появляются элементы монокока новейшей авто легенды. Перемещаясь от полосы к полосы, они зарастают новыми деталями, укрепляются в критичных местах эпоксидной пеной, которая, заполняя пустоты, служит также звукоизоляцией; в их вживляют ответные дюралевые части для крепления фронтального и заднего подрамников. Любопытно, что уже сделанные элементы нередко служат начальной матрицей для следующих. Они даже запекаются совместно – так значительно уменьшают время и издержки на промежные операции. Кульминационный момент – соединение нижней базы несущей конструкции с крышей. В конечном итоге выходит карбоновый монокок массой всего 147,5 кг. Дюралевый каркас с углепластиковыми элементами «Мурсьелаго» весил на 30% больше – при наименьшей в полтора раза жесткости.
Кстати, предшественников «Авентадора» за девять лет сделали 4099 штук. Тираж новинки подразумевается на одном уровне, другими словами по 400–500 экземпляров в год. Это прорыв для конструкции со настолько массовым применением углеволокна. Например, первенец серийного использования карбоновой структуры кузова английский «Мак-Ларен F1» 1992 года увидел свет всего в 106 экземплярах. Но он и стоил куда больше сегодняшнего флагмана «Ламборгини». Ведь тогда углепластик числился для дорожной машины неописуемой, запредельной экзотикой – сейчас он все еще дорог, но уже преобразуется в повседневность.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ФАКТ - Комплот МОЛЧАНИЯ Об этом в «Ламборгини» особо не распространяются, но факт, что еще четверть века вспять эта итальянская компания уже имела в собственном составе лабораторию по разработке и внедрению композитных материалов. Возглавлял ее не кто другой, как аргентинец Горацио Пагани, который сделал потом супер автомобиль «Зонда». Появившись в 1999 году, автомобиль поразил массовым применением углепластика, включая несущую базу кузова – то, что на «Авентадоре» появилось только 12 лет спустя. Видимо, успехи бывшего работника и принуждают управление «Ламборгини» замалчивать этот факт, хотя создание «Пагани» – менее 20 штук в год и очевидным соперником «Авентадору» они не являются.

Зато в «Ламборгини» не устают повторять, что их 1-ая машина с стопроцентно углепластиковым монококом появилась еще в 1985 году. Опять-таки не упоминают при всем этом Пагани – головного зачинателя проекта «Каунтач Эволюционе». Его сделали исключительно в одном экземпляре, но, кроме несущего карбонового монокока, та машина получила углепластиковые подрамники для крепления агрегата и подвески. Крышка багажника, капот, расширители колесных арок, диски и фронтальный спойлер также были выполнены из многообещающего материала. Автомобиль похудел по сопоставлению с серийным приблизительно на 500 кг – для суперкара большущее достижение. При мощности в 490 сил машина имела феноменальную динамику - разгонялась до сотки меньше чем за 4 с, а наибольшая скорость составляла 330 км/ч – серийный «Мурсьелаго» достигнул похожих результатов только 15 лет спустя.
К огорчению «Эволюционе» не дожил до наших дней – его принесли в жертву науке, сделав объектом для первого в мире крэш-теста карбонового кузова. А Горацио Пагани, основав в 1988 году свою компанию по исследованию композитов, продолжал сотрудничать с «Ламборгини», помогая ей потихонечку внедрять углепластик в серийные модели. Но об этом в стенках компании тоже предпочитают не гласить.
Lamborghini«Авентадор» без внешних панелей. Отлично видна углепластиковая капсула пассажирского отсека, к которой на дюралевых подрамниках крепятся агрегат и ходовая часть.
Набор «летающего доктора» просто умещается в чемоданчике и позволяет делать реставрацию покоробленного монокока не ужаснее, чем в промышленных критериях.Пока способ жаркой штамповки карбона не вышел из стадии тестов. Технологию отрабатывают в том числе на фирменных эмблемах.
Формирование деталей из углеволокна с за ранее впрыснутой термочувствительной смолой идет на карбоновых матрицах при помощи термического пистолета.Ремонт и эксплуатация, не требующие безупречной поверхности, за ранее формуются в прессе.
Нарезание резьбы во вживленных в монокок дюралевых соединительных панелях.Все карбоновые элементы намертво и с чрезвычайной точностью соединяются меж собой в особых кондукторах.
После ламинирования из-под наложенной пленки вакуумом убирают воздушные пузыри. Вся работа идет в помещении с кропотливо контролируемым составом воздуха.Lamborghini
г.