Historia pojawienia się monocoque. Technologia UFO monocoque - system zawieszenia z innej planety

We wczesnych latach Formuły 1 bezpieczeństwo samochodów było bardzo niskie. Maszyna została zbudowana w formie przestrzennej farmy rur stalowych. Wysokie lądowanie kolarza w połączeniu z brakiem pasów bezpieczeństwa dodatkowo pogorszyło sytuację pilotów w przypadku zderzenia. Kruche kokpity ulegały deformacji podczas wypadków, odłamki wlatywały w pilotów, często po prostu wylatywały z auta na asfalt lub pod koła innych aut. Jedyną rzeczą, która mogła jakoś chronić jeźdźca, był silnik umieszczony przed pilotem, ale pod koniec lat 50., wraz z wprowadzeniem schematu tylnego silnika, ta zawodna ochrona zniknęła.
To prawda, że ​​​​odwrotną stroną układu tylnego silnika samochodu, wprowadzonego przez Johna Coopera, właściciela i projektanta zespołu Cooper, było niższe „leżące” lądowanie kierowcy, co nieco zwiększyło bezpieczeństwo pilota.

Prawdziwa rewolucja przyszła do Formuły 1 w 1962 roku, kiedy Colin Chapman i Len Terry przedstawili swój Lotus 25, pierwszy samochód formuły, w którym zastosowano zasadę skorupy skorupowej. Sam pomysł nie był nowy – od początku XX wieku kadłuby samolotów powstawały według takiego schematu, a projektanci samochodów od czasu do czasu próbowali wykorzystać dorobek producentów samolotów. Ale to Lotus 25 stał się pierwszym seryjnie produkowanym samochodem wyścigowym, w którym ten pomysł został zrealizowany.
Spawana stalowa konstrukcja rurowa w nowym Lotusie została wymieniona konstrukcja nośna z dwóch równoległych duraluminiowych sekcji w kształcie litery D, połączonych aluminiowymi belkami poprzecznymi i panelami podłogowymi. Z tyłu dwa dźwigary służyły jako podpora dla silnika. Po bokach maszyny znajdowały się wydrążone sekcje zbiorniki paliwa. W porównaniu z ramami rurowymi - kratownicami - monokok miał znacznie wyższą (o około 50%) sztywność skrętną, co umożliwiło dokładniejsze dostrojenie podwozie samolotu samochód, w zależności od charakterystyki torów. Ponadto monokok zapewniał lepszą ochronę pilota w przypadku zderzenia, ponieważ był mniej podatny na odkształcenia podczas uderzenia.
Konkurenci docenili nowatorstwo Chapmana i już w 1963 roku wiele zespołów poszło za przykładem Lotusa, przygotowując podwozie skorupowe.



Od tego czasu główny rozwój konstrukcji skorupowej polegał na zwiększeniu jej sztywności. Z jednej strony pozwala to na wyższy stopień bezpieczeństwa jeźdźca, z drugiej na zwiększenie efektywności jego pracy w warunkach przeciążenia. Tak więc w tym samym 1963 roku aluminiowy monocoque BRM został osłonięty drewnianymi panelami. Kilka lat później pojawiła się pierwsza monokokowa „kanapka” - projektant McLarena Robin Hurd umieścił warstwę jasnego drewna pomiędzy dwoma arkuszami stopu aluminium, co umożliwiło dalsze zwiększenie sztywności konstrukcji.

W latach 70-tych prawie wszystkie zespoły Formuły 1 przechodzą do stosowania monocoque. Równocześnie trwają poszukiwania optymalnej formy konstrukcji i materiałów do jej wykonania, ponieważ szybko narastają przeciążenia działające na monokok wraz ze wzrostem prędkości i wprowadzaniem efektu podłoża. W połowie lat 70. pojawiły się pierwsze materiały kompozytowe. McLaren M26, stworzony w 1976 roku, uważany jest za pioniera – niektóre jego części wykonano w postaci struktury plastra miodu z 6-węglowych komórek z włókna węglowego.
W 1981 roku na tory Formuły 1 wjechał pierwszy samochód, którego skorupa była w całości wykonana materiały kompozytowe- McLaren MP4 zaprojektowany przez Johna Barnarda. W tym samym czasie Lotus rozwijał również samochód wykonany z włókien węglowych i kevlarowych. Jednak Lotus 88 nigdy nie był w stanie rozpocząć wyścigów i został zakazany z powodu nieprzestrzegania przepisów.

Pomimo tego, że kompozyty były niezwykle drogie i pracochłonne w produkcji (w tamtym czasie stworzenie jednego monocoque zajmowało ponad 3 miesiące), ich zastosowanie wywołało prawdziwą rewolucję w Formule 1. Wytrzymałość i sztywność konstrukcji wzrosła kilka razy naraz. Pod koniec lat 80. prawie wszystkie zespoły nabyły autoklawy do produkcji podwozi z „plastrów miodu” z włókna węglowego impregnowanego lepkimi żywicami epoksydowymi.

Wykonanie monokoku

Produkcja monocoque z włókna węglowego trwa około 2 do 4 tygodni. Najpierw wykonywana jest specjalna forma (matryca) ze sztucznego materiału, dokładnie odwzorowująca kształt skorupy. Kształt ten jest następnie pokrywany włóknem węglowym, po czym jest wygładzany i pokrywany specjalną masą do form. Następnie oryginalny kształt jest usuwany, a wewnątrz powstałego modelu nakłada się kilka warstw węgla. Następnie warstwy są dociskane do matrycy specjalnym workiem próżniowym, a cała konstrukcja jest wysyłana do „wypiekania” w piecu autoklawowym. W zależności od struktury włókna węglowego, spoiwa i stopnia proces technologiczny pieczenie odbywa się w temperaturze 130-160C, pod ciśnieniem do 6 bar. Po ułożeniu i „wypaleniu” ostatniej warstwy włókna węglowego prawie gotowy monocoque jest łączony z aluminiową strukturą o strukturze plastra miodu w celu uzyskania sztywności, połówki monocoque są składane i ponownie „pieczone” w autoklawie.

Wcześniej zawieszenie rowerowe było opracowywane przy użyciu kinematycznego modelu 2D. Advanced Dynamics został opracowany we współpracy z CEIT (Guipuzcoa Studies and Technical Research Centre) w oparciu o wirtualne symulacje i programy symulacyjne dla kolarstwa terenowego z aktywnym przednim i tylnym zawieszeniem. CEIT to centrum badawczo-rozwojowe zajmujące się rozwojem i testowaniem najnowsze technologie na zlecenie dużych firm przemysłowych. Korzystając z tego wirtualnego systemu analitycznego, Orbea i CEIT były w stanie zidentyfikować wszystkie zmienne, które wpływają na działanie zawieszenia podczas zjazdów, podjazdów i różnego rodzaju terenu. W rezultacie udało się zidentyfikować 4 kluczowe elementy, wokół których zbudowano osiedle nowe zawieszenie: Zawieszenie, które nie tylko zwiększa komfort jazdy na rowerze, ale również nie pozbawia go dynamiki, najefektywniejsze wykorzystanie pełnego skoku zawieszenia, specjalnie dostrojone amortyzatory i uszczelnione łożyska maszynowe.

Wielu innych projektantów wykonuje wszystkie obliczenia na papierze lub w komputerze, ale stworzyliśmy Twoje wirtualne klony. Nasze programy symulacyjne pozwalają odtworzyć wiele różnych czynników, które wpływają na działanie zawieszenia: od rodzaju terenu, budowy i pozycji rowerzysty podczas jazdy, po rozkład obciążeń na pedały, siodło, kierownicę itp. Na podstawie danych z licznych badań stworzyliśmy zawieszenie, które maksymalizuje amortyzację wszelkiego rodzaju wstrząsów, minimalizuje odbijanie pedałowania i pozwala na pewny kontakt koła z nawierzchnią, po której jeździsz, niezależnie od rodzaju terenu.



Technologia Attraction doda Twojej jeździe komfortu, o którym marzy wielu rowerzystów. Odpowiada za neutralizację drgań powstających podczas jazdy oraz optymalizuje obciążenie kół poprawiając efektywność pedałowania. Technologia ta poprawia również prowadzenie i trakcję roweru niezależnie od typu roweru i warunków pogodowych.

Widelec i tylny trójkąt zaktualizowanej Orki zostały przeprojektowane, aby zapewnić wygodniejszą i wydajniejszą jazdę. Technologia Attraction odpowiada za tłumienie wstrząsów, które występują podczas jazdy po nierównej nawierzchni, bez utraty sztywności skrętnej ramy, zwiększając tym samym efektywność pedałowania.

Pomaga osiągnąć niezrównane wyniki na odległość

Dzięki specjalnemu profilowi ​​górnych tylnych widełek drgania występujące podczas jazdy nie są przenoszone na rowerzystę, ale są tłumione zanim do niego dotrą, przechodząc od drgań wzdłużnych do lekkich poprzecznych. W ten sposób udało nam się stworzyć rower wyczynowy na najwyższym poziomie, który w pełni odpowiada wymaganiom sportowców doświadczających najbardziej wymagających obciążeń fizycznych podczas wyścigów:

  • zmniejsza się poziom wibracji przenoszonych na rowerzystę podczas jazdy;
  • poprawa przyczepności roweru do nawierzchni (w efekcie rowerzysta będzie mógł efektywniej przyspieszać i sprintować, a jednocześnie będzie lepiej panował nad rowerem);
  • zwiększona efektywność przenoszenia siły na tylne koło podczas pedałowania;

Węgiel Orbea

Węgiel, którego Orbea używa do swojej produkcji, to materiał kompozytowy składający się z włókien węglowych o wysokim module sprężystości. Używamy go do tworzenia ram optymalnych pod względem sztywności, wytrzymałości i tłumienia drgań. Ten najważniejsze cechy aby stworzyć idealną oprawę.

Wykorzystaliśmy całe zgromadzone doświadczenie i zaawansowane technologie w celu opracowania trzech rodzajów włókien: Złoto, Srebro, Brązowy. Różnią się właściwościami fizycznymi, a co za tym idzie preferowanym obszarem zastosowania. Dlatego wszystkie nasze ramy karbonowe posiadają następujące oznaczenia w zależności od rodzaju użytych włókien:

O mój Boże. Orbea Monocoque Gold

OMS. Orbea Monocoque Silver

OMB. Brąz Orbea Monocoque

Jedną z kluczowych różnic między typami włókien jest wartość modułu sprężystości (moduł Younga). Im większa wartość modułu Younga, tym większa sztywność konstrukcji i mniejszy jej ciężar. W związku z tym każdy opracowany przez nas rodzaj włókien węglowych ma określoną wartość modułu Younga: Gold - wartość maksymalna, Silver - wysoki, Brąz - średni.

O mój Boże. Orbea Monocoque Gold

Węgiel OMG składa się z włókien o najwyższym module Younga i ma najlepszą sztywność i wagę. Zastosowanie takich włókien, ułożonych w określonych warstwach, które z kolei zostały poddane wieloetapowej analizie metodą elementów skończonych (FEA, Finite Elements Analysis), pozwala na tworzenie ram o maksymalnej sztywności przy minimalnej wadze. Ramy te są następnie wykorzystywane w zawodach na najwyższym poziomie. Oddajemy w Twoje ręce najnowocześniejszą technologię.

OMS. Orbea Monocoque Silver

Węgiel OMS składa się z włókien o wysokim module sprężystości. Nadają ramom odpowiednią sztywność, wysoki poziom tłumienie drgań i maksymalna wydajność podczas pedałowania na długich dystansach. Karbon OMS powstał z połączenia włókien o najwyższym module Younga oraz włókien zapewniających wysoki poziom tłumienia drgań.

OMB. Brąz Orbea Monocoque

Węgiel OMB oferuje optymalną kombinację włókien o średnim module sprężystości, a jednocześnie elastycznym i trwałym. Jest szeroko stosowany w tańszych ramach karbonowych. Większa gęstość i wytrzymałość na ściskanie włókien z brązu zwiększa ich zdolność tłumienia drgań i trwałość. A wszystko dlatego, że inżynierowie Orbea w swojej pracy zawsze starali się przekraczać ogólnie przyjęte w branży standardy. Dokładamy wszelkich starań, aby rowerzyści, którzy po raz pierwszy odkrywają karbonowe ramy Orbea, mogli w pełni je wykorzystać i osiągać wybitne wyniki i postępy.

Technologia monocoque

Inżynierowie Orbea od dawna rozumieją, że monocoque to jedyna technologia, która pozwala na stworzenie ramy optymalnej pod względem sztywności, trwałości i komfortu. Poniższy film pokazuje, jak tradycyjna rama karbonowa degraduje się z upływem czasu, podczas gdy rama skorupowa pozostaje tak, jakby dopiero co opuściła fabrykę.

Technologia monocoque pozwala również na bardziej kreatywne projektowanie ram przy zachowaniu dobrej odporności na pęknięcia zmęczeniowe. Dlatego możemy zapewnić dożywotnią gwarancję na wszystkie nasze rowery: nasze ramy są niezawodne, a ich osiągi nie zmieniają się z upływem czasu.

Co jest niezwykłego w technologii monocoque zastosowanej w Orbea?

Ogólna wytrzymałość i niezawodność konstrukcji jest wyższa ze względu na optymalny rozkład obciążeń w całej konstrukcji ramy, brak spawów i połączeń. Oznacza to, że rama Cię nie zawiedzie, bez względu na to, jak trudny jest tor. Technologia monocoque zapewnia doskonałe połączenie włókien w materiałach kompozytowych nie tylko w warstwach zewnętrznych, ale także wewnętrznych, co zapobiega powstawaniu pęknięć zmęczeniowych na stykach elementów ramy. Ten ostatni problem jest typowy dla ram produkowanych w niedrogiej i bardziej tradycyjnej technologii. Czy potrzeba więcej argumentów przemawiających za ramami Orbea monocoque? Mamy przecież do czynienia ze sztywną i niezawodną ramą, z elementami dekoracyjnymi, które nie będą się łuszczyć i pękać w mocno obciążonych miejscach konstrukcji, z ramą będącą monolitycznym majstersztykiem sztuki kompozytowej, a nie składaną z pojedynczych elementów. .. Wybór jest oczywisty.

UFO to system zawieszenia z innej planety.

UFO jest układ węglowy zawieszenie, zaprojektowane tak, aby uchronić użytkownika przed tradycyjnymi osiami obrotu i wszystkim, co jest z nimi związane: nakrętkami, śrubami, łożyskami i wreszcie samymi osiami. W rezultacie udało nam się zmniejszyć wagę ramy i czas potrzebny na konserwację zawieszenia, jednocześnie zwiększając ogólną sztywność konstrukcji i przyczepność roweru w technicznym terenie. Zawodowi sportowcy potrzebują lekkiego, ale optymalnie działającego tylnego zawieszenia: szukają idealnej równowagi. A technologia UFO jest gotowa im to zaoferować: system zawieszenia spełniający najsurowsze wymagania wagowe (rama z amortyzatorem 1,95 kg), łatwy w utrzymaniu i niezawodny.

Technologia UFO pozwala na lepszą przyczepność i sztywność skrętną w technicznym terenie, a jednocześnie jest lżejsza i łatwiejsza w utrzymaniu

Zalety

Oiz Carbon to wyjątkowy rower w swojej klasie, w którym zastosowano system Tylne zawieszenie bez osi obrotu. Idealne połączenie sztywności i elastyczności włókna węglowego daje zawieszenie odporne na obciążenia poprzeczne i skrętne, dobrze radzące sobie w nierównym terenie na całym 85 mm skoku amortyzatora.

W rezultacie:

Innowacyjny system zawieszenia, który zapewnia pewną kontrolę nad rowerem na zjazdach, efektywność pedałowania na podjazdach, większy komfort i mniejsze zmęczenie rowerzysty podczas długich pobytów w siodle.

Technologia SSN

SSN (Size Specific Nerve) to coś więcej niż technologia, to sposób organizacji pracy w całym procesie produkcji roweru. Początkowo podejście to było stosowane tylko przy opracowywaniu modeli z linii Orca, ale potem zaczęliśmy stosować je również do modeli Alma i Onix.

Wykorzystując technologię SSN, modele są opracowywane z linii Orka, Alma, Onix I Opal

Formuła dla Twoich potrzeb

Każdy rozmiar roweru jest przez nas opracowywany indywidualnie. Struktura i sztywność ramy są zoptymalizowane zgodnie ze statystykami wagi rowerzysty na określonym wzroście. Efektem jest 5 (według ilości rozmiarów) indywidualnie zaprojektowanych i idealnie wyważonych oprawek.


AIZonE firmy Orbea

Projekt AIZonE (Aerodynamic Investigation Zone) został opracowany we współpracy z San Diego Wind Tunnel (tunel aerodynamiczny zlokalizowany w amerykańskim mieście San Diego) i pozwolił nam uzyskać wiele różnych danych na temat aerodynamiki motocykli i jeźdźców. Pozwoliło nam to poprawić właściwości aerodynamiczne zaktualizowanej Orki o 14%. Udało nam się zmniejszyć moc opór powietrza, a rezultatem jest bardziej stabilny i dobrze prowadzący się rower.

Lepsze prowadzenie i stabilność dzięki zmniejszeniu odstępów między ramą a ruchomymi częściami roweru

Zmniejszenie odstępów między elementami ramy a ruchomymi częściami roweru (takimi jak koła) jest kluczem do zmniejszenia turbulencji. Dzieje się tak w wyniku tego, że podczas ruchu nadjeżdżający strumień powietrza nierównomiernie naciska na powierzchnię ramy, komponentów i jeźdźca, tworząc turbulencje. Te wiry uderzają w wystające części motocykla, spowalniając Cię.

Zmniejszenie szczelin między oponami a powierzchnią ramy minimalizuje negatywny wpływ napływającego powietrza. Mając to na uwadze, zaprojektowaliśmy nasze rowery i otrzymaliśmy jedne z najbardziej stabilnych i dobrze prowadzących się rowerów na rynku.

Większa prędkość dzięki łzowemu kształtowi rury podsiodłowej i sztycy, odziedziczonemu po modelu Orca z rowerów serii Ordu

Inżynierowie Orbea zidentyfikowali dwa kluczowe czynniki szybkiego roweru: sztywność ramy i aerodynamikę. Obie te cechy są ważne, aby stworzyć nie tylko szybki rower, ale także najbardziej wydajny podczas pedałowania. Modele Ordu były pierwszymi znakami tego paradygmatu, ale później zastosowano go do rozwoju innych linii.

Kropla wody ma idealny aerodynamiczny kształt, którego użyliśmy do zaprojektowania główki ramy i rury podsiodłowej w rowerach Ordu. Wykorzystaliśmy dane z naszych badań, aby przeprojektować rurę podsiodłową i sztycę w Orca, co zaowocowało najszybszym rowerem w peletonie.

Zmniejszenie oporu napływającego powietrza (w gramach):

  • tylny trójkąt: 14 g
  • zacisk sztycy: 17g
  • kolumna kierownicy i widelec: 15 g
  • rura podsiodłowa i sztyca: 10g
  • dolna rura przedniego trójkąta: 8g
Łącznie: zmniejszenie oporu napływającego powietrza o 64 gramy, co odpowiada 14% powierzchni roweru.

Technologia DCR

DCR to okablowanie kabli i przewodów hydraulicznych wzdłuż najkrótszej trasy.

Stworzyliśmy i opatentowaliśmy ekskluzywny i znacznie wydajniejszy od dotychczasowych odpowiedników system okablowania węży i ​​kabli. Głównymi zasadami w jego rozwoju były prostota i dokładność. Zadbaliśmy o to, aby kable nie przeszkadzały Ci podczas jazdy, wsuwając je w specjalne aerodynamiczne wgłębienia po bokach górnej (oraz w niektórych modelach dolnej) rury.

Mniej konserwacji, więcej zabawy

  • bezobsługowy system i dokładniejsze działanie hamulców i zwrotnic;
  • koszulki kablowe wyposażone są w specjalne zaślepki zapobiegające przedostawaniu się zanieczyszczeń do środka;
  • Powłoka GoreRideOn zmniejsza tarcie, wydłużając żywotność płaszcza i kabla.

Mniej koszulek, co oznacza:

  • redukcja długości kabli;
  • zmniejszenie całkowitej masy roweru;
  • brak rys na ramie.

Co znaczy Dama?

Dama oznacza specjalne podejście technologiczne do produkcji ram do rowerów damskich. Kobiety mają radykalnie inną budowę ciała niż mężczyźni, więc rowery dla nich powinny być wyjątkowe. Przede wszystkim warto zwrócić uwagę na fakt, że statystycznie słabsza połowa ludzkości ma dłuższe nogi i krótszy tułów niż mężczyźni.

Zmieniliśmy cały łańcuch technologiczny, od doboru komponentów i materiałów do produkcji ram po proces produkcyjny. Bo to rower ma się dostosowywać do Ciebie, a nie odwrotnie.

Kobiety mają wyjątkową budowę ciała, więc rowery dla nich również powinny być wyjątkowe.

W jaki sposób Orbea wykorzystuje dane z wielu badań?

Zmniejszono wymiary wszystkich rur w ramach, z wyjątkiem rury sterującej. A kąt nachylenia i położenie górnej rury zostały zmienione w taki sposób, aby jak najlepiej dopasować się do charakterystyki kobiecej anatomii. Orbea wykorzystuje również specjalnie zaprojektowane komponenty, takie jak siodełka i kierownice.

Siodła powinny być nieco krótsze i szersze niż modele męskie, a kierownica powinna być nieco węższa. Również dla wysokich kobiet specjalnie wprowadzono rozmiar 46. Wcześniej żaden z producentów tego nie robił, a jeźdźcy musieli psuć swoją kondycję i zdrowie, jeżdżąc na nieodpowiednich rowerach. Wprowadzenie rozwiązań technologicznych z serii Dama to kolejny krok w kierunku pełniejszego zaspokojenia wszystkich życzeń rowerzystów.

Monokok to konstrukcja przestrzenna, w której elementem nośnym są ściany zewnętrzne skorupy. Po raz pierwszy monocoque zaczęto wykorzystywać w budowie samolotów, następnie w produkcji samochodów, aż w końcu technologia ta przeniosła się do rowerów.

Z reguły za jego pomocą przedni trójkąt ramy jest wykonywany przez spawanie wzdłużne aluminiowych form wytłaczanych. Kształt i rozmiar konstrukcji skorupowej można uzyskać na wiele różnych sposobów, co nie zawsze jest możliwe przy użyciu zwykłych rur.

Technologia ta pozwala na zwiększenie sztywności ramy oraz zmniejszenie jej masy bez utraty wytrzymałości dzięki wyeliminowaniu spawów z głównych punktów naprężeń obciążeń. Czasami przedni trójkąt to jedna solidna konstrukcja bez „luk”.

Nowa technologia Monocoque

Po raz pierwszy technologia ta została zastosowana na ramach stalowych. Ramy skorupowe nazywane są również konstrukcjami, w których rury są zespawane ze sobą w osobnym odcinku, a nie na całej długości, na przykład w obszarze kolumny kierownicy lub karetki. Na styku rur między nimi nie ma ścian, a jedynie spawany szew na długości styku, dzięki czemu uzyskuje się oszczędność masy bez utraty sztywności.

Ramy typu monocoque są również wykonane z włókna węglowego. Profil bigujący w połączeniu z włóknem węglowym i włóknem węglowym sprzęgła pozwalają na produkcję skorupowej struktury ramy, która łączy w sobie sztywność boczną i elastyczność pionową. Z reguły wszystkie rowery karbonowe są monocoque, ponieważ są wykonane w jednym kroku, a nie z oddzielnych części, jak zwykłe rowery.

Przy użyciu tej technologii wykonywana jest nie tylko rama roweru, ale także inne elementy: kierownice, mostki, elementy tylnego trójkąta ramy i inne. Technologia Monocoque jest dość droga i dlatego jest stosowana w drogich rowerach.

Rama roweru wykonana w technologii monocoque.

Przeczytaj także w tym temacie:

Do mocowania rur ramy metodą lutowania stosuje się lut z metali innych niż stal. Szczeliny między częściami ramy są wypełniane stopionym lutem, po uprzednim podgrzaniu części. Głównym materiałem do lutu jest stop brązu i mosiądzu…

Rama falista to inny rodzaj otwartej ramy, w której górna i dolna rura są połączone w jedną rurę o większej średnicy w celu zwiększenia sztywności. Montowane na rowerach dziecięcych, damskich i składanych...

Najpopularniejszymi gatunkami stali do produkcji ram są te zawierające chrom i molibden. W związku z tym nazywane są chromomolibdenem. W niektórych przypadkach do produkcji ram wykorzystywane są inne, tańsze gatunki stali...

Nie ma potrzeby wykonywania rur ramowych o ściankach tej samej grubości na całej długości rury, ale zmniejszenie grubości w miejscu nałożenia obciążenia minimalna wartość. Odbywa się to w celu zmniejszenia masy ramy, a co za tym idzie całego roweru...

Ramy przełajowe pozwalają również na szybkie przyspieszenie roweru. W warunkach poruszania się po nierównym terenie sterowność i stabilność roweru to priorytet. Rama musi wytrzymać długotrwałe cykliczne obciążenia ...

ERA WĘGLA
... Nowe grupy zwierząt zaczynają podbijać ląd, ale ich oddzielenie od środowiska wodnego nie było jeszcze ostateczne. Pod koniec karbonu (350-285 milionów lat temu) pojawiły się pierwsze gady - całkowicie ziemscy przedstawiciele kręgowców ...
podręcznik do biologii





Po 300 milionach lat węgiel ponownie powrócił na Ziemię. Mówimy o technologiach reprezentujących nowe tysiąclecie. Węgiel jest materiałem kompozytowym. Bazuje na niciach węglowych, które mają różną wytrzymałość. Włókna te mają taki sam moduł Younga jak stal, ale ich gęstość jest jeszcze mniejsza niż aluminium (1600 kg/m3). Ci, którzy nie studiowali na wydziale fizyki i techniki, będą musieli się teraz wysilić... Moduł Younga to jeden z modułów sprężystości, który charakteryzuje odporność materiału na rozciąganie. Innymi słowy, włókna węglowe są bardzo trudne do złamania lub rozciągnięcia. Ale z odpornością na ściskanie wszystko jest gorsze. Aby rozwiązać ten problem, wpadli na pomysł splatania włókien ze sobą pod pewnym kątem, dodając do nich gumowe nici. Następnie kilka warstw takiej tkaniny łączy się ze sobą żywicami epoksydowymi. Powstały materiał nazywa się węglem lub włóknem węglowym.

Od połowy ubiegłego wieku wiele krajów eksperymentuje z produkcją węgla. Przede wszystkim wojsko było oczywiście zainteresowane tym materiałem. Carbon wszedł na wolny rynek dopiero w 1967 roku. Pierwszą firmą, która rozpoczęła sprzedaż nowego materiału była brytyjska firma Morganite Ltd. Jednocześnie sprzedaż włókna węglowego, jako produktu strategicznego, była ściśle regulowana.
Zalety i wady

Najważniejszą zaletą włókna węglowego jest najwyższy stosunek wytrzymałości do masy. Moduł sprężystości najlepszych „gatunków” włókna węglowego może przekroczyć 700 GPa (a to jest obciążenie 70 ton na milimetr kwadratowy!), a obciążenie zrywające może osiągnąć 5 GPa. Jednocześnie karbon jest o 40% lżejszy od stali i o 20% lżejszy od aluminium.

Wśród wad węgla: długi czas produkcji, wysoki koszt materiału i trudność w odbudowie uszkodzonych części. Kolejna wada: w kontakcie z metalami w słonej wodzie włókno węglowe powoduje silną korozję i takich kontaktów należy wykluczyć. To właśnie z tego powodu włókno węglowe nie mogło tak długo wejść do świata sportów wodnych (ostatnio nauczyli się obejść ten mankament).





Inną ważną właściwością włókna węglowego jest jego mała odkształcalność i niska elastyczność. Pod obciążeniem włókno węglowe pęka bez odkształceń plastycznych. Oznacza to, że monocoque z włókna węglowego ochroni rowerzystę przed najcięższymi uderzeniami. Ale jeśli nie wytrzyma, nie ugnie się, ale pęknie. I rozpadnie się na ostre kawałki.

Zdobywanie włókna węglowego

Do chwili obecnej istnieje kilka sposobów pozyskiwania włókna węglowego. Główne z nich to chemiczne osadzanie węgla na włóknie (nośniku), wzrost włóknopodobnych kryształów w łuku świetlnym oraz budowa włókien organicznych w specjalnym reaktorze - autoklawie. Ta ostatnia metoda jest najczęściej stosowana, ale jest też dość kosztowna i może być stosowana tylko w warunkach przemysłowych. Najpierw musisz zdobyć włókna węglowe. Aby to zrobić, weź włókna materiału zwanego poliakrylonitrylem (aka PAN), podgrzej je do 260 ° C i utlenij. Powstały półprodukt jest podgrzewany w gazie obojętnym. Długotrwałe wygrzewanie w temperaturach od kilkudziesięciu do kilku tysięcy stopni Celsjusza prowadzi do tzw. procesu pirolizy – składniki lotne ustępują z materiału, cząstki włókien tworzą nowe wiązania. W takim przypadku następuje karbonizacja materiału - „karbonizacja” i odrzucenie związków niewęglowych. Ostatnim etapem produkcji włókna węglowego jest wplatanie włókien w płyty i dodawanie żywicy epoksydowej. Rezultatem są arkusze czarnego włókna węglowego. Mają dobrą elastyczność i wysoką wytrzymałość na rozciąganie. Im więcej czasu materiał spędza w autoklawie i im wyższa temperatura, tym lepszy węgiel. W produkcji kosmicznego włókna węglowego temperatura może osiągnąć 3500 stopni! Najtrwalsze odmiany dodatkowo przechodzą jeszcze kilka etapów grafityzacji w gazie obojętnym. Cały ten proces jest bardzo energochłonny i złożony, ponieważ węgiel jest zauważalnie droższy niż włókno szklane. Nie próbuj przeprowadzać procesu w domu, nawet jeśli masz autoklaw - w technologii jest wiele sztuczek ...

Węgiel w świecie motoryzacji

Wygląd karbonu nie mógł nie zainteresować projektantów samochodów wyścigowych. Zanim włókno węglowe zostało wprowadzone na tory F1, prawie wszystkie monokoki były wykonane z aluminium. Ale aluminium miało wady, w tym niewystarczającą wytrzymałość przy dużych obciążeniach. Wzrost wytrzymałości wymagał zwiększenia rozmiaru skorupy, a co za tym idzie jej masy. Włókno węglowe okazało się świetną alternatywą dla aluminium.





Pierwszym samochodem z podwoziem z włókna węglowego był McLaren MP4. Droga karbonu do sportów motorowych była ciernista i zasługuje na osobną historię. Do tej pory absolutnie wszystkie samochody Formuły 1, a także prawie wszystkie formuły „młodsze” i większość supersamochodów mają oczywiście monocoque z włókna węglowego. Przypomnijmy, że monokok jest częścią nośną konstrukcji samochodu, do niego przymocowany jest silnik i skrzynia biegów, zawieszenie, elementy upierzenia oraz siedzenie kierowcy. Pełni jednocześnie rolę kapsuły bezpieczeństwa.

strojenie

Kiedy mówimy „karbon”, pamiętamy oczywiście maski tuningowanych samochodów. Jednak teraz nie ma części karoserii, której nie dałoby się zrobić z karbonu – nie tylko maski, ale też błotniki, zderzaki, drzwi i dachy… Fakt oszczędności na wadze jest oczywisty. Średni przyrost masy przy wymianie kaptura na włókno węglowe to 8 kg. Jednak dla wielu najważniejsze będzie to, że części karbonowe w prawie każdym samochodzie wyglądają niesamowicie stylowo!

W kabinie pojawił się węgiel. Na nakładkach na kubki z włókna węglowego nie zaoszczędzisz wiele, ale estetyka jest niezaprzeczalna. Ani Ferrari, ani Bentley nie gardzą salonami z elementami z włókna węglowego.

Ale węgiel to nie tylko drogi materiał do stylizacji. Na przykład mocno zarejestrował się w sprzęgle samochodów; ponadto zarówno okładziny cierne, jak i sama tarcza sprzęgła są wykonane z włókna węglowego. Węglowe „sprzęgło” ma wysoki współczynnik tarcia, jest lekkie i trzykrotnie bardziej odporne na zużycie niż konwencjonalne „organiczne”.






Kolejnym obszarem zastosowania karbonu są hamulce. Niesamowita skuteczność hamowania dzisiejszej F1 pochodzi z tarcz węglowych, które sobie poradzą najwyższe temperatury. Wytrzymują do 800 cykli cieplnych na wyścig. Każdy z nich waży mniej niż kilogram, podczas gdy stalowy odpowiednik jest co najmniej trzy razy cięższy. W zwykłym aucie nie można jeszcze kupić hamulców karbonowych, ale takie rozwiązania już pojawiają się w supersamochodach.

Innym powszechnie stosowanym urządzeniem do strojenia jest mocne i lekkie włókno węglowe wał kardana. A ostatnio pojawiła się plotka, że ​​​​Ferrari F1 zamierza zainstalować karbonowe skrzynie biegów w swoich samochodach ...

Wreszcie węgiel jest szeroko stosowany w odzieży wyścigowej. Kaski karbonowe, buty z wkładkami karbonowymi, rękawice, kombinezony, ochraniacze pleców itp. Ten „sprzęt” nie tylko lepiej wygląda, ale także zwiększa bezpieczeństwo i zmniejsza wagę (bardzo ważne w przypadku kasku). Włókno węglowe jest szczególnie popularne wśród motocyklistów. Najbardziej zaawansowani motocykliści ubierają się w karbon od stóp do głów, reszta po cichu zazdrości i oszczędza.
Nowa religia

Niepostrzeżenie i cicho wkradła się nowa era węgla. Carbon stał się symbolem technologii, doskonałości i nowych czasów. Znajduje zastosowanie we wszystkich obszarach technologicznych – sporcie, medycynie, kosmosie, przemyśle obronnym. Ale ulvolokno wkracza w nasze życie! Można już znaleźć długopisy, noże, ubrania, kubki, laptopy, a nawet karbonową biżuterię... Czy wiesz, co jest powodem popularności? To proste: Formuła 1 i statki kosmiczne, najnowsze karabiny snajperskie, skorupy skorupowe i części do supersamochodów - czujesz związek? Wszystko to jest najlepsze w branży, granica możliwości nowoczesne technologie. A ludzie kupując karbon kupują kawałek perfekcji nieosiągalnej dla większości...







Dane:
w arkuszu węgla o grubości 1 mm 3-4 warstwy włókien węglowych
W 1971 roku brytyjska firma Hardy Brothers jako pierwsza na świecie wprowadziła na rynek wędki z włókna węglowego.
dzisiaj liny o wysokiej wytrzymałości, sieci na statki rybackie, żagle regatowe, drzwi do kokpitu samolotów, kuloodporne hełmy wojskowe są wykonane z włókna węglowego
w łucznictwie sportowym dalekiego zasięgu zawodowi sportowcy zwykle używają strzał aluminiowych i węglowych.

Na targach motoryzacyjnych w Essen widzieliśmy dziwaczny karbonowy pierścień na jednym z pracowników stoiska AutoArt. Poproszony o pokazanie produktu w swoim niekończącym się katalogu, odpowiedział, że tak naprawdę to tylko karbonowa piasta, którą wyjął ze swojego roweru…

Czytam tutaj bloga i zastanawiam się, ile wiem o węglu? Jest trwały, piękny i kolorowy. Wiem też, że można skleić samochód włóknem węglowym. Zainteresowałem się tą historią, poszperałem trochę w Internecie i postanowiłem rozłożyć miszmasz kopiuj-wklej i moje przemyślenia na ten temat.
Pewnie od razu napiszę, że listów będzie dużo) postaram się zrobić ciekawy post)

Początkowo słowo węgiel pochodziło od skrótu nazwy karbońskiego okresu istnienia naszej planety (360-286 mln lat temu, lub według wiki 360-299 mln lat temu), kiedy to odłożono duże rezerwy węgla w trzewiach Ziemi.

Świat po raz pierwszy zetknął się z włóknami węglowymi w 1880 roku, kiedy Edison zasugerował użycie ich jako żarników do lamp, ale pomysł ten został szybko zapomniany ze względu na pojawienie się drutu wolframowego. Dopiero w połowie ubiegłego wieku ludzie ponownie zainteresowali się włóknem węglowym, szukając nowych materiałów, które mogłyby wytrzymać tysiące temperatur w silnikach rakietowych.

Po raz pierwszy węgiel został użyty w programie NASA do budowy statków kosmicznych, potem wojsko zaczęło wykorzystywać węgiel. A w 1967 roku węgiel zaczął być swobodnie sprzedawany w Anglii, ale jego ilość była ograniczona, a proces był kontrolowany przez państwo. Pierwszą firmą, która rozpoczęła sprzedaż nowego materiału była brytyjska firma Morganite Ltd. Jednocześnie sprzedaż włókna węglowego, jako produktu strategicznego, była ściśle regulowana.

W 1981 roku John Barnard jako pierwszy zastosował włókno węglowe w samochodzie wyścigowym i od tego czasu włókno węglowe wkroczyło do sportów motorowych, gdzie do dziś pozostaje jednym z najlepszych materiałów. Teraz węgiel jest częścią naszego codziennego życia.

Ale zastanówmy się powoli, czym jest węgiel i z czego się składa?:
Carbon - wykonany z materiałów kompozytowych. Składa się z starannie splecionych pasm węgla, które są splecione pod pewnym kątem.
Nici węglowe są bardzo odporne na rozciąganie, dorównują stalą, bo żeby je zerwać lub rozciągnąć trzeba się bardzo postarać. Ale niestety nie są tak dobre w ściskaniu, jak w rozciąganiu, ponieważ mogą się złamać. Aby tego uniknąć, zaczęły przeplatać się ze sobą pod pewnym kątem z dodatkiem gumowej nici. Następnie kilka gotowych warstw łączy się żywicami epoksydowymi i wychodzi zwykły materiał dla naszych oczu - węgiel.

W rzeczywistości istnieje wiele opcji wytwarzania włókna węglowego jako takiego. Istnieją różne metody, różne podejścia i tak dalej. Krótko rozważamy technologię, że tak powiem, dla ogólnego rozwoju, aby przynajmniej wyobrazić sobie, jak to jest iz czym to jeść =) Technologie są różne, ale istota jest ta sama - są to nici węglowe. Są jednym z głównych składników.

Ale wróćmy do bardziej interesującego tematu. Węgiel w sportach motorowych.


zacznijmy od najprostszego, żeby w przyszłości nie było pytań, co to jest? =) *Szczerze dopiero się dowiedziałem co to jest*
KNOTY DO POMOCY: Monocoque (fr. monocoque) – rodzaj konstrukcji przestrzennej, w której (w przeciwieństwie do ramy lub konstrukcje ramowe) powłoka zewnętrzna jest głównym i z reguły jedynym elementem nośnym.

A więc, jesteśmy już sprytni, wiemy, czym jest monocoque, przejdźmy teraz do karbonu w samym sporcie motorowym.
Wygląd karbonu nie mógł nie zainteresować projektantów samochodów wyścigowych. Zanim włókno węglowe zostało wprowadzone na tory F1, prawie wszystkie monokoki były wykonane z aluminium. Ale aluminium miało wady, w tym niewystarczającą wytrzymałość przy dużych obciążeniach. Wzrost wytrzymałości wymagał zwiększenia rozmiaru skorupy, a co za tym idzie jej masy. Włókno węglowe okazało się świetną alternatywą dla aluminium.

Nie naruszając ustalonych tradycji, po „służbie w wojsku” karbon „zajął się” sportem. Lekki i wytrzymały sprzęt docenią narciarze, rowerzyści, wioślarze, hokeiści i wielu innych sportowców. W sporcie motorowym era karbonu rozpoczęła się w 1976 roku. Najpierw w samochodach McLarena pojawiły się pojedyncze części wykonane z dziwacznego, opalizującego na czarno materiału, a w 1981 roku na tor wjechał McLaren MP4 z monokokiem wykonanym w całości z kompozytu włókna węglowego. Tak więc pomysł głównego projektanta zespołu Lotus, Colina Chapmana, który w latach 60. stworzył podstawę nadwozia wyścigowego, otrzymał jakościowe rozwinięcie. Jednak w tamtym czasie nowy materiał był jeszcze nieznany technologom sportów motorowych, ponieważ niezniszczalną kapsułę dla McLarena wykonała amerykańska firma Hercules Aerospace, która ma doświadczenie w rozwoju kosmosu wojskowego.


Droga karbonu do sportów motorowych była ciernista i zasługuje na osobną historię. Do tej pory absolutnie wszystkie samochody Formuły 1, a także prawie wszystkie formuły „młodsze” i większość supersamochodów mają oczywiście karbonowy monocoque. Przypomnijmy, że monokok jest częścią nośną konstrukcji samochodu, do niego przymocowany jest silnik i skrzynia biegów, zawieszenie, elementy upierzenia oraz siedzenie kierowcy. Pełni jednocześnie rolę kapsuły bezpieczeństwa.

Cóż, wygląda na to, że mniej więcej dowiedzieliśmy się, czym jest węgiel, z czego się składa i kiedy zaczęto go stosować w sporcie motorowym.

Zasadniczo, podobnie jak wszystkie materiały na naszej planecie, węgiel ma swoje wady i zalety:

    Główną zaletą włókna węglowego jest jego wytrzymałość i niska waga. W porównaniu ze stopami węgiel jest o 40% lżejszy niż stal, aw porównaniu z metalami jest o 20% lżejszy niż aluminium. Dlatego węgiel jest używany w częściach samochodów wyścigowych, ponieważ gdy waga jest zmniejszona, wytrzymałość pozostaje taka sama.

    Jego wygląd. Carbon wygląda stylowo, pięknie i prestiżowo, zarówno na pojazdach, jak i na różnych innych przedmiotach.

    Inną ważną właściwością włókna węglowego jest jego mała odkształcalność i niska elastyczność. Pod obciążeniem włókno węglowe pęka bez odkształceń plastycznych. Oznacza to, że monocoque z włókna węglowego ochroni rowerzystę przed najcięższymi uderzeniami. Ale jeśli nie wytrzyma, nie ugnie się, ale pęknie. Co więcej, roztrzaska się na ostre kawałki.* Generalnie można na nim nawet trochę poskakać =) *

Właściwie wady:
    Pierwszą wadą jest to, że pod wpływem słońca węgiel może zmieniać swój odcień.

    Druga to taka, że ​​jeśli jakakolwiek część pokryta karbonem ulegnie uszkodzeniu, to nie będzie możliwości jej naprawy, wystarczy ją tylko całkowicie wymienić.
    Trzecią wadą jest koszt karbonu, przez co nie każdy pasjonat motoryzacji będzie mógł zastosować karbon podczas tuningu.

    Kolejna wada: w kontakcie z metalami w słonej wodzie włókno węglowe powoduje silną korozję i takich kontaktów należy wykluczyć. To właśnie z tego powodu włókno węglowe nie mogło tak długo wejść do świata sportów wodnych (ostatnio nauczyli się obejść ten mankament).

Pewnie źle szukałem, ale nie znalazłem zdjęcia pękniętego włókna węglowego.

Cóż, kontynuujmy))) oczywiście wszystko jest interesujące, kolorowe i łatwe. Okazuje się, że samochody z włókna węglowego to rzeczywistość. Co więcej, jak rozumiem, są znacznie lżejsze (co daje większe szanse na przyspieszenie), znacznie mocniejsze (co daje większe szanse na przeżycie) i obłędnie piękne (wówczas karbonowe samochody). Ale jest zupełnie małe ALE: koszt prawdziwego węgla. Nie każdy może sobie pozwolić na zrobienie takiego samochodu, ale naprawdę chcesz dotknąć świata czegoś bardzo sportowego i kolorowego. Wszystko postanowione - jest popyt, będzie oferta. A oto nasza odpowiedź na drogi węgiel:

Do produkcji części karbonowych stosuje się zarówno proste włókno węglowe z losowo rozmieszczonymi nitkami, które wypełniają całą objętość materiału, jak i tkaninę (tkanina węglowa). Istnieją dziesiątki rodzajów tkania. Najpopularniejsze to Gładki, Diagonalny, Satynowy. Czasami tkanie jest warunkowe - wstęga ułożonych wzdłużnie włókien jest „spinana” rzadkimi ściegami poprzecznymi, aby się nie kruszyła.
Gęstość tkaniny, czyli ciężar właściwy, wyrażony w g/m2, oprócz rodzaju splotu, zależy od grubości włókna, którą określa liczba włókien węglowych. Ta cecha jest wielokrotnością tysiąca. Tak więc skrót 1K oznacza tysiąc nici we włóknie. Najczęściej stosowanymi tkaninami w sporcie motorowym i tuningu są tkaniny typu Plain i Twill o gramaturze 150-600 g/m2, o grubości włókien 1K, 2.5K, 3K, 6K, 12K i 24K. Tkanina 12K jest również szeroko stosowana w produktach wojskowych (korpusy i głowy pocisków balistycznych, łopaty śmigieł helikopterów i łodzi podwodnych itp.), czyli tam, gdzie części poddawane są ogromnym obciążeniom.

Kolor „srebrny” lub „aluminium” to po prostu farba lub metaliczna powłoka na włóknie szklanym. A nazywanie takiego materiału węglem jest niewłaściwe - to włókno szklane. Cieszy fakt, że wciąż pojawiają się nowe pomysły w tej dziedzinie, ale pod względem właściwości szkła nie można porównywać z węglem węglowym. Kolorowe tkaniny są najczęściej wykonane z kevlaru. Chociaż niektórzy producenci również tutaj używają włókna szklanego; znaleziono nawet barwioną wiskozę i polietylen. Próbując zaoszczędzić pieniądze, zastępując Kevlar wspomnianymi nićmi polimerowymi, połączenie takiego produktu z żywicami pogarsza się. O wytrzymałości produktów z takimi tkaninami nie może być mowy.

Ale spójrzmy na najnowszy i najmodniejszy trend w przemyśle jądrowym. Naklejka samochodowa z włókna węglowego.

Materiał zyskał dużą popularność, ponieważ można go było umieścić na masce, bagażniku lub bardziej skomplikowanym kształcie, a cena gotowych części okazała się 5-7 razy tańsza niż włókno węglowe.
Początkowo folia węglowa pojawiła się w postaci druku solwentowego na folii polimerowej. Produkcja polegała na przerysowaniu wzoru splotu samego włókna węglowego, przetworzeniu go w edytorze graficznym i wyprowadzeniu na ploter. Nazwę tego materiału nadano Carbon 2d, co oznacza płaski (w dwóch płaszczyznach).


jak widać, „płaski” węgiel jest dość nieciekawy. To jak oglądanie czarno-białego filmu na modnym, nowoczesnym telewizorze.

Ale przecież karbon pod lakierem wygląda o wiele bardziej obszernie i lepiej, więc pasjonaci nie poprzestali i w Japonii powstał film imitujący fakturę karbonu w trzech płaszczyznach! Oznacza to, że powstał właśnie film tekstury, w którym trzecia płaszczyzna stała się pionowa, tym samym całkowicie kopiując węgiel.

W tej chwili jest ich wiele różne opcje kolory i 2d węgiel i 3d. Wszystko zależy od naszych życzeń i możliwości finansowych. Każdy może dotknąć świata lekkiego i wytrzymałego materiału. Tak, niech to nie będzie prawdziwe, ale będzie piękne. Chociaż moim zdaniem jest przyklejenie folii węglowej, jak kupowanie fałszywego markowego przedmiotu. Tak, wygląda ładnie, ale nie jest prawdziwy. Znowu zależy od gustu i koloru =)

Dzięki tym, którzy przeczytali do końca, naprawdę starałem się, aby skład był interesujący i pouczający. Tak, nie kłócę się, jest dużo kopiuj-wklej, ale nie widzę powodu, aby w tej chwili pisać to samo innymi słowami.

Używane witryny.