Наверняка вы обращали внимание, что джипы обычно имеют квадратную форму кузова, а легковушки всегда стремятся к каплевидной форме.
Сразу напрашивается ответ, что всё дело в аэродинамике. Ведь легковушка должна ездить быстро и тратить как можно меньшее количество топлива. Ну а джипу, как водится, спешить некуда. Ему главное иметь хорошую проходимость.
Однако, не только аэродинамика играет роль в выборе формы кузова. Да, действительно, отсутствие сопротивления воздуха при движении на больших скоростях - штука важная. Но по этой же логике вполне можно было бы делать и джипы с округлым кузовом. Разницы для джипа, казалось бы, никакой нет. Поставил на шасси кузов другой формы и получил прирост ходовых качеств по шоссе.
Но джипы упрямо продолжают делать именно коробкоподобными. Иногда кузову придаются незначительные закругления кузова, чтобы придать хоть какие-то округлые очертания. Примером может послужить любой современный внедорожник.
Оказывается, кузов, который похож на коробку, призван ещё и обеспечивать соответствующие прочностные качества.
Если каплеобразный седан прогнать по грунтовой дороге и эксплуатировать его в таком режиме некоторое время, то его кузов начнет деформироваться. Это будет заметно по таким интересным моментам, что перестанут открываться двери или произойдут подобные изменения в геометрии.
Подобные проблемы могут встречаться и в сложных случаях движения по грунту. Например, если происходит вывешивание колеса над ямой, то очевидно что из-за "эффекта рычага", кузов начнет деформироваться. Рамными машины не делают довольно давно (за исключением некоторых честных джипов), а такую изгибающую нагрузку сможет выдержать не каждый кузов.
Вот тут-то и приходит на выручку кубоподобный кузов джипа! Каждый угол на этой конструкции является ребром жесткости. В данном случае такое ребро жесткости является неотъемлемой частью конструкции. Эффект аналогичен тому, как на простой бумаге ребро жесткости повышает её прочность на изгиб.
Возьмем самый обычный лист А4 и попробуем удержать его в прямом состоянии горизонтально земле. Он гарантированно изогнется. Теперь повторим эксперимент, но уже сложим лист пополам и образуем сгиб. Если взять такой сложенный лист и попробовать удержать горизонтально, он уже не будет изгибаться. Всё дело в формировании ребра жесткости. Подобный прием активно используется в машиностроении.
Работает это очень просто. Появление подобного ребра образует дополнительные механические напряжения в структуре изогнутого материала. Эти напряжения противостоят процессу изгиба или деформации, увеличивая стойкость всей изучаемой конструкции. Но это ещё не всё.
Иногда лист вроде бы изогнут, но линия изгиба не видна. Нет прямого угла в основании. В таких случаях кажется, что ребра жесткости нет, однако оно присутствует, только логика его работы немного иная. Если в первом случае вклад делали напряжение в материале, то здесь меняется распределение моментов внутри конструкции. Механические взаимосвязи в буквальном смысле препятствуют деформации объекта.
Именно эти обстоятельства играют роль при проектировании кузовов внедорожников, которые до сих пор остаются квадратными.
