Лёгкие на подъем

ЛЁГКИЕ НА ПОДЪЕМ

ТЕХНИКА

/ОБОЗРЕНИЕ

ЛЁГКИЕ НА ПОДЪЕМ

НЕСМОТРЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС, АВТОМОБИЛИ ПОЧТИ НЕ ТЕРЯЮТ В ВЕСЕ

ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ

Масса легкового автомобиля, как правило, не слишком интересует будущего владельца. При равномерном движении по горизонтальному шоссе она не имеет большого значения, но как только водитель резко прибавляет газу или дорога устремляется в гору, «лишние» килограммы тут же начинают споро пересчитываться в литры или секунды. Сегодня масса типичной легковушки лежит в пределах одной — полутора тонн, но конструкторы прилагают прямо-таки титанические усилия к ее снижению. Правда, собственно до титана из-за его дороговизны дело еще не дошло, но... Легкие сплавы на основе алюминия и магния, пластмассы прочно прописались в современном автомобиле, выдавливая сталь и чугун из двигателя, шасси и кузова.

НЕ ДОВОДИТЬ ДО АБСУРДА

Вообще говоря, сделать автомобиль «почти невесомым» можно уже сегодня. И рецепт хорошо известен из авиации: прочный трубчатый каркас, обшитый... да хоть полотном. Детали подвески и двигателя уже научились делать из алюминия, колеса — из магния. Вот вам и автомобиль в весовой категории мотоцикла. Но всегда ли меньше значит лучше?

Во-первых, уменьшить габаритные размеры пропорционально массе не удастся: необходимо обеспечить комфорт для четырех-пяти человек плюс оставить деформируемые при столкновении зоны спереди и сзади. Стало быть, наш автомобиль будет подвержен такому же силовому воздействию от порывов ветра, как и его полновесный аналог. А играть роль в новой версии «Унесенных ветром» как-то не хочется.

Во-вторых, возникнут проблемы с настройкой подвесок, известные по грузовикам. Не случайно в них делается «плавающим» сиденье водителя или кабина: масса автомобиля может измениться в несколько раз в зависимости от загрузки, а комфорт должен остаться прежним. В нашем случае потребуется отдельная настройка для семейных путешествий и поездок на работу в одиночку. В общем, можно принять в качестве разумного предела для похудания обычного легкового автомобиля снаряженную массу около 600 кг.

ПОЧЕМУ НЕ ЛЕГЧАЮТ ЛЕГКОВЫЕ?

Определив ориентиры, откроем таблицы с техническими данными и увидим, что... все уже придумано у нас: снаряженная масса самой примитивной, отнюдь не новой «Оки» — как раз 635 кг. И это без всяких пространственных каркасов и алюминиевых панелей! Чуть легче нее разве что " Дэу Тико". Так ради чего тратятся огромные деньги, если пластиковый "Экобазик" (ЗР, 2000, № 3) весит на 115 кило больше, цельноалюминиевый " Ауди А2" (ЗР, 2001, № 2) массивнее на 265 кг и лишь облегченный до предела " Рено Твинго" в обличье трехлитрового "Смайла" (ЗР, 2000, № 2) равен нашему народному автомобилю по снаряженной массе?

А дело все в том, что «Ока» вовсе не современный автомобиль! Вряд ли удастся малышке удачно пройти строгие западные крэш-тесты, заработав столь необходимые звездочки. А где, скажите на милость, подушки безопасности? АБС? Двигатель, выполняющий вместе с нейтрализатором нормы «Евро-хотя бы-II»? Про кондиционер нечего спрашивать, как и про многие другие приятные, но не обязательные мелочи. Стоит взять современную иномарку, демонтировать все перечисленное, а потом взвесить — станет ясно, ради чего придумываются все более изощренные кузовные технологии, разрабатываются новые сверхлегкие материалы.

Все сказанное наглядно иллюстрируется сравнением массо-габаритных характеристик автомобилей высшего класса из разных поколений (см. таблицу). Пусть не смущает, что наш лимузин заявлен как семиместный автомобиль: на каждое место пассажира в нем приходится лишь по 65 кг полезной нагрузки. Не будем забывать, что под огромным капотом ЗИМа прятались всего 90 «лошадок». По напичканности электроникой, сервоприводами, оснащению системами пассивной и активной безопасности машины прежних лет и новые нельзя даже близко поставить. Тем не менее, все устройства удалось разместить, не увеличивая массы автомобиля!

НОВОЕ —

ЭТО ХОРОШО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ

Не успели как следует внедриться в автомобилестроение легкие сплавы и новейшие пластмассы — к разработчикам постучалась чуть было не забытая сталь. Правда, другого состава, гораздо более прочная, позволившая сделать панели значительно тоньше.

Но разработчики на этом не упокоились и попытались довести толщину стального слоя до десятых долей миллиметра. А чтобы сохранить жесткость, сделали сэндвич: два слоя стальной «фольги», а между ними — стабилизирующий эластичный материал в виде полимерной и даже... алюминиевой пены. Из такого «листа», отлично поглощающего энергию удара, удалось изготовить каркас кузова, который легче обычного на 25%!

Проходят испытания и пластики, созданные на основе... льна. Оказывается, если в полипропилен добавить около 30% этих растительных волокон, получим панели, не уступающие по характеристикам стеклопластику, при том, что лен на 40% легче! Изготовление льнопропилена требует втрое меньших затрат энергии, он без проблем поддается переработке. Воодушевленные успехом химики-агрономы обратили свой взгляд и на другие растения: коноплю, алоэ... Новый материал в ближайшее время найдет свое место в автобусах и на «Мерседес-Бенце» А-класса; автомобильные концерны обзаведутся сельскохозяйственными угодьями.

ГДЕ ПОТЕРЯЕШЬ, ТАМ И НАЙДЕШЬ

Хотя приборов становится все больше, их массу также стремятся свести к минимуму. Взять, к примеру, грядущий переход на 42-вольтовую бортовую сеть. Не в последнюю очередь он связан с желанием уменьшить сечение (и вес!) проводов, питающих энергоемкие потребители: стартер, электроусилитель руля, будущие электромеханические тормоза, электрический кондиционер, электропривод клапанов двигателя. Если бы все перечисленное работало по старинке от 12 В, автомобиль опутали бы медные шины, которые применяются ныне для питания стартера. Другое облегчающее новшество — мультиплексные системы передачи данных с оптоволоконными линиями связи. Тут вообще можно обойтись без жгутов из медных проводников, заменив их одним-двумя тонкими стекловолоконными кабелями.

Специалистам «Даймлер-Крайслера» потребовалась для флагмана S600 более совершенная подвеска. Чтобы не утяжелять конструкцию, отлили рычаги из легких сплавов, да так точно, что отпала нужда в механической обработке. Это позволило не только убрать из технологической карты дорогостоящие операции, но и предотвратило появление внутренних напряжений — обычное дело в точеных и фрезерованных деталях. Окрыленные успехом технологи пошли дальше и отлили в вакууме из алюминия весь подрамник передней подвески. В итоге вся конструкция стала легче на 35%. Мощный подрамник весит, например, всего 10,5 кг. На «Смарте» из специального пластика Liteflex сделаны... пружины подвески, из этого же материала для более тяжелых автомобилей фирма «Делфай» предлагает рессоры.

Вообще, универсальный принцип «курочка по зернышку клюет» работает и в этом случае. Кажется, много ли сэкономишь, высверлив сердцевину распределительного вала? Оказывается, и ради этих немногих граммов готовы пойти на усложнение технологии.

Рост литровой мощности моторов уже не обязательно сопровождается увеличением массы: ионно-плазменное напыление повышает прочность поверхностного слоя нагруженных деталей, а масла все более высокого класса качества обеспечивают стойкость к перегрузкам. В результате стало возможным создание таких моторов, как, например, двухлитровый атмосферный (!) двигатель для «Хонды-S2000» с великолепной литровой мощностью 89 кВт/л (типичное значение — 50 кВт/л). До предела облегченные поршни и шатуны позволяют выдерживать в режиме максимальной мощности 8300 об/мин при совсем не маленькой степени сжатия 11,7:1.

ЕЩЕ ОДИН РЕЗЕРВ

Остекление кузова тоже весит немало. Можно, конечно, уменьшить толщину стекол, но радикальный выход — замена тяжелого силикатного стекла легким поликарбонатом. Самолетостроители давно уже используют банальный плексиглас, но высоко в небе нет абразивной пыли, которая вмиг лишит мягкий материал прозрачности. На земле автомобильные «дворники» не преминут оставить после себя глубокие борозды на пластичном «плексе».

Технологи научились получать поликарбонат, чья поверхностная твердость хоть и уступает стеклу, но несравненно выше, чем у плексигласа. Поэтому в «Экобазике» боковые и задние стекла уже пластиковые, а ветровое пока осталось традиционным. Кстати, прозрачный пластик частенько встречаешь и в рассеивателях головных фар. Его признаком иногда служат несколько выступов-бугорков, намекающих на невозможность работы щеток фароочистителей (используют струйные).

ОБЛЕГЧЕН ЗАПРЕДЕЛЬНО

А есть ли автомобиль, допущенный к эксплуатации на дорогах общего пользования при массе ниже «разумного» предела в полтонны? Представьте себе, такой удалось найти! Это двухместный родстер «Катерхем-Супер Севен» в версии «Суперлайт». У наследника «Лотоса», похожего на гоночный болид, нет даже дверей, зато есть крылья — они обязательны для дорожного автомобиля. Весит самый легкий вариант всего 470 кг, а четырехцилиндровый 1,6-литровый двигатель в 98 кВт/133 л. с. разгоняет его до первой «сотни» за 4,7 с! Кузов, естественно, собран на трубчатом каркасе с использованием алюминиевых и пластмассовых панелей.

Возможно, не стоило бы уделять внимания этому бесспорно экзотическому автомобилю, не будь у него версии «Суперспорт», отличающейся лишь увеличенной до 550 кг снаряженной массой. Она дает отличную возможность проиллюстрировать влияние веса на динамику. Так вот, лишние 80 килограммов оказались равноценны 1,1 с разгона до 100 км/ч! Стоит задуматься любителям навесного хромированного балласта.

Подведем черту: автомобиль в ближайшем будущем вряд ли станет намного легче. Однако доля собственно «железа» в общей его массе существенно снизится в пользу самого разнообразного оборудования, способного не только скрасить, но и совершенно изменить те часы, которые мы проводим за рулем.

Волокна льна...

...залитые в полипропилен,

превращаются

в пластины-полуфабрикаты...

Дверь, изготовленная по новой технологии, весит (без стекла и внутренних механизмов) всего 10,5 кг, что на целых 42% легче традиционной конструкции!

Механическая, с электроуправлением

(«Изитроник») коробка передач «Опеля-Корса»

хотя и тяжелее обычной «пятиступки»,

но гораздо легче классического «автомата».

Подрамник и рычаги S600 

в последнем поколении стали легкосплавными.

Передние стойки концепта «Вольво-SCC», не потеряв прочности, стали легче, а заодно улучшили обзорность.

Легкий пластиковый рассеиватель фары

«КИА-Спортидж».

«Катерхем-Супер Севен» обогнал «Оку» не только по «максималке», но и по... массе: оказался «легче легкого».

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии