Материальный интерес

ТЕХНИКА

/ПРОГРЕСС

МАТЕРИАЛЬНЫЙ ИНТЕРЕС

ТЕКСТ / МИХАИЛ ГЗОВСКИЙ

ПОСТУЧИТЕ ПО ДЕРЕВУ

Если двигатели первых автомобилей были, как и поныне, сделаны из привычных чугуна и стали, то кузова самодвижущихся экипажей по большей части изготовляли из дерева. Постепенно древесина сдала позиции, и в последнее время ее можно было встретить разве что... в наиболее дорогих автомобилях.

Удел древесины - придавать респектабельность и шик салону. К примеру, в интерьере "Майбаха-62" - до сотни деталей из различных сортов дерева. Каждую заготовку тщательно отбирают, сортируют по оттенку и фактуре, а затем придают форму. Все, начиная от отбора и заканчивая финишной обработкой и защитной полировкой, доверено рукам краснодеревщиков.

Но с развитием технологий древесина вновь заставила обратить на себя внимание, ученые пересматривают отношение к натуральным материалам. Например, волокна американского алоэ, льна и кокосового дерева уже доказали свою практичность и постепенно становятся доступной альтернативой пластикам, превосходя их прочностью при меньшей массе.

Смешивая волокна разных видов, технологи получают лист толщиной в несколько сантиметров, который затем попадает под 200-тонный пресс, а потом в формовочную камеру с температурой 160°С. Всего через пару минут внутренняя панель двери готова - остается покрыть ее тонкой защитной пленкой и обтянуть тканью или кожей...

В последние год-два ученые обратили взор в сторону еще одного натурального продукта - разновидности бананового дерева, произрастающего на Филиппинах. Его официальное название... манильская конопля! Нет, тяги к наркотикам у исследователей нет. Их привлекает фантастическая прочность на разрыв волокон этого дерева. Она достигает 1 ГПа (109 Па) и приближается по этому показателю к стальной проволоке аналогичного диаметра. Именно поэтому тонкая и высокая пальма выдерживает сильные ветра.

В отличие от льняных волокон, уже применяемых в автомобилестроении, длина фибры манильской конопли не 5-50 мм: она достигает двух и более метров. Этого вполне достаточно, чтобы ткать суперпрочный и долговечный материал. Профессор Генрих Флегель, активный сторонник внедрения природных материалов в автомобилестроении, прочит манильской конопле поистине звездное будущее: "Если мы сумеем достичь необходимой прочности ткани, волокна этого растения можно будет использовать для усиления, например, панелей приборов".

ПЛАСТИКОВЫЙ БУТЕРБРОД

"Тканая" технология все чаще находит применение и в производстве пластиков, уверенно вытесняющих сталь. Иллюстрирует ее пока еще не конвейерный, но уже почти взятый на вооружение инженерами "Мерседеса" метод производства капотов. Тончайшие нити различных сортов пластика соединяют под определенными углами на специальном ткацком станке. Затем ткань формуют и спрессовывают с усилителями. Конечный продукт - прочная и легкая панель. Капот легкового автомобиля весит всего... 5 кг!

Постепенно аэрокосмические достижения спускаются с небес на землю: пластики встретишь не только в привычной отделке салона и мелочах под капотом. Уже сегодня вполне реально сконструировать высокопрочный пластиковый кузов, который будет на 25% легче алюминиевого и в два раза легче стального. Это наглядно иллюстрируют кузова гоночных машин, масса которых не превышает 50 кг.

Но облегчение не должно принести побочных эффектов: кузов обязан держать удар. Опыты показывают, что и здесь потенциал пластиков огромен. Их способность поглощать энергию удара до четырех раз превосходит показатели традиционной стали. При этом можно навсегда забыть о такой головной боли, как коррозия.

И все же для массового производства пока более рентабельны "полумеры" вроде сэндвич-конструкций из стали или алюминия. Понятие "сэндвич" точно определяет суть концепции: несколько тонких слоев различных материалов образуют единое целое. Как правило, "бутерброд" складывают из стального проката, толщина которого порой не превышает десятых долей миллиметра, а роль начинки играют вспененные полимерные материалы или спрессованная алюминиевая стружка. Экономия веса благодаря такой технологии достигает 30%.

ГОНЧАРНАЯ МАСТЕРСКАЯ

Внедрение высоких технологий привело к тому, что в ход все чаще идут сплавы металлов, каждый из которых хорош на своем "участке работ". Легкие алюминиевые и магниевые сплавы (например, кремния с алюминием - силитек) прочно прижились в подвесках и головках цилиндров. А вот среди огнеупоров на передовые позиции выходит керамика: теперь из нее делают не только изоляторы свечей, но и клапаны двигателей, роторы турбокомпрессоров, тормозные диски и соты каталитических нейтрализаторов, жаропрочные вставки поршней для высокотемпературных дизельных двигателей...

Процесс "добычи" керамического материала требует немалых затрат: соединения циркония, алюминия и титана с кислородом или углеродом измельчают до микроскопических частиц, а затем отправляют в печь с температурой 2000°С. Так рождается легкий термостойкий материал, не уступающий по прочности стали.

Если стальной клапан для турбомотора "Мерседес-Бенц SLK" весит 57 г, то керамический - 25. В 2,3-литровом двигателе таких клапанов шестнадцать, так что экономия достигает 500 г. Мало? На деле, благодаря снижению потерь на трение экономия топлива достигает 0,5 л бензина на 100 км пути!

Уменьшение расхода топлива и безопасность, утилизация и экологически чистое производство - вот основные пути прогресса. Иначе нельзя: с 1990 до 2020 года число автомобилей в мире вырастет с 700 миллионов до 1,4 миллиарда, а человечество достигнет пика потребления топлива. Между тем конечны не только запасы нефти, но и металлов.

Самый разумный, если не единственный путь - широко использовать иные материалы. Тем более, что новый взгляд на "деревяшки" или "глину" делает такую замену рентабельной... А материальный интерес, как ни крути, всегда был главным стимулом человечества.

Натуральные материалы и пластики, "отлитые" с их использованием, завоевывают популярность:

в А-классе можно насчитать 27 таких деталей, а весят они всего 11,9 кг.

" Maybach 62" - один из самых дорогих серийных автомобилей, для отделки которого используют любой сорт древесины по желанию заказчика, будь то орех или карельская береза.

Один из наиболее перспективных жаропрочных материалов - керамика доказала свою состоятельность. Керамические тормозные диски и клапаны уже можно встретить на серийных машинах.

Ткацкие станки с некоторых пор перестали быть монополией легкой промышленности. Этот образец предназначен для изготовления льняного полуфабриката.

Льняные волокна с этого поля идут прямиком на завод "Даймлер-Крайслер", где из них делают панели дверей.