Home » В мире » Сколько может весить автомобиль, чтобы его конструкция считалась облегченной
Сколько может весить автомобиль, чтобы его конструкция считалась облегченной
Авто как пазл
BMW планировал перейти на производство автомобилей почти полностью из карбона. Однако теперь концерн пересматривает свою стратегию
BMW
Сколько может весить автомобиль, чтобы его конструкция считалась облегченной? Одну тонну? Полторы? Или две? Мюнхенский автоконцерн BMW до конца года выпустит на рынок новую модель своей 7‑й серии, которая при массе 1,8 т должна стать образцом экономии в весе.
Возможно, кому-то такой результат покажется своего рода иронией, но вместе с тем можно признать его и большим достижением инженерной мысли. Ведь среди других люксовых седанов новая «семерка» действительно отличается самой легкой на сегодняшний день конструкцией. Как сообщает изготовитель, по сравнению со своей предшественницей она «сбросила» аж 130 кг, причем в основном за счет кузова. Такой результат, объясняет руководитель проекта Вальтер Шиндльбек, стал возможен благодаря использованию не просто некоего инновационного материала, а «умного сочетания разных материалов».
Основой конструкции остается сталь, ее дополняют элементы из алюминия, магния, а в отдельных местах – из карбона, или углепластика (композитного материала, усиленного углеволокном), который ранее использовался главным образом в авиастроении и при изготовлении гоночных автомобилей.
Ни в каком другом серийном авто, говорит Шиндльбек, еще не было такого многообразия материалов, и работать с таким «лоскутным одеялом» совсем непросто. При нагреве разные материалы по-разному расширяются, а в цехе окраски будущий кузов в сборе последовательно погружается в жидкости, температура которых достигает 180 градусов Цельсия. При такой комбинации материалов это получается пока только у BMW.
Однако гордость, с которой мюнхенские автоконструкторы рассказывают о собранном ими «пазле» материалов, не умаляет того факта, что честолюбивые амбиции BMW по использованию облегченных конструкций потерпели фиаско. В начале 2010‑х годов концерн в сотрудничестве с компанией-поставщиком SGL Carbon запустил проект, вызвавший в отрасли переполох: электромобили и гибридные модели i3 и i8 BMW стали первыми серийными автомобилями с кузовами полностью из углепластика.
Для этого был создан огромный индустриальный комплекс, который уже обошелся автоконцерну более чем в 700 млн евро. Однако карбоновые автомобили из черного, запрессованного в смолу чудо-волокна, вероятно, останутся лишь сноской на полях истории BMW – дорогим и экстравагантным доказательством того, что выгода от повсеместного применения углепластика не может служить разумным оправданием производственных затрат.
Применительно к таким крупным элементам, как цельные крыши, оказывается, что экономия в весе не особенно велика. Зато стоимость производства намного выше. «Простая замена существующих автокомпонентов на карбоновые модули не позволяет добиться впечатляющих результатов», – констатирует эксперт по кузовам и облегченным конструкциям Райнер Курек, возглавляющий технологическую консалтинговую компанию AMC в баварском Пенцберге.
Самой перспективной в этом плане, по мнению Курека, является технология, патентную заявку на которую подал изобретатель, ранее занимавшийся бронированными автомобилями. Вместо общепринятого трудозатратного плетения или сшивания углеволокна (с образованием большого количества отходов) инженер из Зиндельфингера Петер Фассбендер просто обматывает его вокруг форм. Результат – ультратонкие детали из карбона, которыми можно заменять тяжелые металлические элементы структуры кузова.
Курек убежден: в этом и состоит идеальное применение углепластика, производство которого связано с колоссальными расходами и энергозатратами. Ему видится автомобиль будущего, у которого из композитных материалов изготавливается прежде всего сам остов. Это прямая противоположность тому, что BMW представил в i3 и i8: «обшивка» из карбона и алюминиевый каркас. Первые прототипы концепции Фассбендера использованы в предсерийных автомобилях одного из конкурентов BMW, который считает такую технологию весьма перспективной и пока держит проект в тайне.
Инженеры BMW утверждают, что могут аналогичным образом производить элементы конструкции из углепластика. В качестве примера они приводят усиление рамы крыши в кузовах новой 7‑й серии – сплетенную из карбона «дугу», полую внутри. В концерне такое решение считают чуть ли не самой сложной частью автомобиля. BMW производит ее на своем заводе в Ландсхуте в строго изолированном цехе, доступ в который имеют лишь избранные работники.
Работа с углепластиками – это «сложный процесс обучения», говорит конструктор Михаэль Алерс, отвечающий за кузовы. В будущем определяющую роль для разработки новых моделей должна играть «триада стали, легких сплавов и углепластика», убежден он. Больше нет «догмы», предполагающей, что автомобили должны состоять главным образом из карбона.
Проблема в одном: новые производственные мощности, которые обошлись BMW в сотни миллионов евро, создавались именно под эту «догму», то есть для производства из карбона целых кузовов. И, вероятно, в скором времени BMW от такого подхода откажется. Вслед за i3 и i8 готовится еще одна модель семейства i. У следующего электромобиля под названием i5 будет комбинированная конструкция с одним доминирующим элементом – стальными листами.
