Эволюция в производстве автомобилей идет семимильными шагами. И чем дальше, тем быстрее. С момента создания первого парового авто до модели с двигателем внутреннего сгорания прошло более ста лет, а в последующие пятьдесят лет были разработаны машины на бензиновом и дизельном топливе. И дальше инновации в этой области производства можно отмечать каждые десять лет, а то и чаще: видоизменялись двигатели, увеличивалась их мощность, кузовам придавалась все более и более обтекаемая форма, перемены коснулись, трансмиссию, тормозную и прочие системы.
И в современном мире машиностроение идет нога в ногу с наукой и ее достижениями. Представляя последние концепт-кары, автомобилестроители поражают использованием уникальных материалов, о которых ещё несколько лет назад никто и не слышал.
Углеродное волокно: прочность и легкость
Композиты из углеродного волокна можно без ложной скромности назвать наиболее популярными из инновационных идей разработчиков новых моделей машин. Основная задача этого материала – облегчить вес автомобиля. Именно поэтому первые, кто попробовал применить его на практике, были производители гоночных каров.
Углеродное волокно придает деталям прочность выше металла. Такой материал обладает высокими показателями удельной жесткости, усталостной характеристики и устойчивости к деформации. Он в пять раз легче стальных сплавов и более чем в 1,5 раза – алюминия. Более 50% современных гоночных болидов изготовлены с использованием этой категории композита.
Основной тип применения углеродистого волокна – это корпус автомобиля. Кроме того, оно используется в производстве покрышек, дисков сцепления, отделки салона и даже одежды пилотов-гонщиков. Такие всемирно известные бренды как Bugatti, Ferrari и прочие представили новые концепты автомобилей, сделанных с использованием углеродных композитов.
Облегченные алюминиевые сплавы: гибкость и эффективность
К алюминию уже несколько лет присматриваются производители автомобилей. И цель его использования схожа с применением углеволокна – максимальное облегчение кузова. По расчетам экспертов, снижение веса автомобиля прямо пропорционально уменьшению потребления им топлива.
Многие концерны уже начали внедрять этот сплав в процесс производства кузовов своих автомобилей. На сегодняшний день есть ряд моделей, частично состоящих из алюминия, и одна из них – Tesla. Илон Маск уверен, что именно за этим материалом стоит будущее машиностроения. Помимо кузовов, алюминий применяется и в аккумуляторах.
Но у алюминия есть очевидный минус – достаточно низкий показатель удельной жесткости. Ученые работают над этим, и в ноябре 2019 года было сделано сенсационное заявление о разработке российскими исследователями нового сверхлегкого сплава алюминия, отличающегося не только гибкостью, но и прочностью.
Стеклопластик: комфорт и надежность
Стеклополимерный композит чаще всего применяется в производстве бамперов, спойлеров, крыльев и прочих деталей кузова. Его уникальной особенностью считается высокая прочность, устойчивость к внешним воздействиям и перепадам температуры. Кроме того, изделия из этого материала достаточно просто отремонтировать.
Все детали из стеклопластика отливаются по форме. Они имеют низкий вес и могут быть подвержены любому типу обработки. Некоторые модели гоночных автомобилей оснащены деталями из стеклопластика. Среди них Pagani Zonda и Chevrolet Corvette.
Биопластик: практичность и экологичность
Проблема экологии стоит не на последнем месте в машиностроении. Руководители компании тратят большие суммы на разработку инновационных материалов, которые будут наносить минимальный вред окружающей среде после утилизации техники. Одной из последних подобных разработок считается биопластик.
Первыми о создании деталей автомобиля из биоразлагаемых материалов заговорили в компании Mazda. Инженерами холдинга были разработаны элементы корпуса и салона, состоящие из биопластика. Помимо высокой степени прочности, они ещё отличаются эффектным внешним видом – краски добавляются непосредственно в состав перед застыванием, и в результате детали приобретают зеркальную поверхность, которую невозможно поцарапать.
Сейчас лидером в применении биополимерных материалов является Ford. Компания использует в производстве деталей машин солому, сою, скорлупу кокосовых орехов, морковь, зерно и прочие виды растительного сырья. Кроме того, холдинг заключил контракт с McDonald’sо поставках кофейных отходов, которые буду использоваться для изготовления деталей автомобилей. Насколько этот нестандартный подход станет эффективным, покажет время, но руководители Ford навряд ли стали бы тратить большие деньги на разработку технологий, в будущем которых не были уверены.
Сырьевые инновации – это новый виток эволюции машиностроения. Для снижения расхода топлива, облегчения веса и уменьшения вреда окружающей среде автомобильные корпорации постоянно изучаю различные разработки химической промышленности. Вполне возможно, что через какие-то пятьдесят лет стальной автомобиль станет таким же архаизмом как сейчас машина с паровым двигателем.
Если у вас есть что добавить, то пишите в комментариях!