Список самых прочных материалов, известных человеку

Интеркулер для охлаждения жидкости, которая перемещает аэродинамические компоненты Bugatti Veyron

Bugatti Veyron — это автомобиль, который включает в себя все виды безумия автопромышленности, будучи, пожалуй, самым технологически сложным суперкаром в мире (вместе со своим преемником Chiron). Одной из самых абсурдных особенностей Veyron является промежуточный охладитель (интеркулер) воздух-масло, который охлаждает гидравлическую жидкость. Эта жидкость перемещает активные аэродинамические компоненты автомобиля, такие как различные воздушные заслонки и антикрыло. Вы представляете сложность этого спорткара, если для такой трансмиссионной жидкости есть специальная система охлаждения? 

Свойства кеврала

Как уже упоминалось выше, кевлар примерно в пять раз прочнее стали, при этом он относительно легкий. Интересно и то, что в отличие от большинства пластмасс кевлар не плавится: материал выдерживает высокие температуры и разлагается только при температуре около 450°C. В отличие от своего родственного материала номекс, кевлар может воспламеняться, но горение обычно прекращается, если убрать источник тепла. Очень низкие температуры не оказывают никакого влияния на кевлар: представители компании Dupon не обнаружили «никакого охрупчивания или деградации материала» вплоть до температуры -196°C.

Как и другие пластмассы, длительное воздействие ультрафиолетового света (например, при солнечном свете) вызывает обесцвечивание и некоторую деградацию волокон кевлара. Этот материал может противостоять атакам различных химических веществ, хотя длительное воздействие сильных кислот со временем может его разрушить.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Кевлар выпускают в виде: технических нитей; пряжи; ровинга; тканей.

Где и для чего используется кевлар?

Кевлар может использоваться сам по себе или в сочетании с другими материалами для придания им дополнительной прочности. Широкую известность этот материал получил, вероятно, благодаря его использованию в пуленепробиваемых бронежилетах и передаче «Разрушители легенд», но у него есть десятки других применений. Так как изначальной целью разработчиков было создание легкого прочного волокна, которое можно было бы использовать при производстве шин, сегодня кевлар используется в автомобильной промышленности, но не только. Известно его применение при производстве лодок, самолетов и даже в строительной отрасли, хотя и не является основным конструкционным и строительным материалом.

Центральное место водителя

Да, увидеть вживую на дороге McLaren F1 — большая редкость. Но если вы все-таки увидите этот спорткар на дороге, вы будете поражены местом расположения водителя. В этой машине водительское кресло располагается в довольно странном месте: прямо по центру салона. Да, мы знаем, как некомфортно управлять леворукими и праворукими машинами на дорогах с противоположным движением. Видать, инженеры McLaren решили раз и навсегда устранить эту проблему, создав автомобиль, которым будет одинаково удобно и комфортно управлять в стране с любой стороной движения.

Казалось бы, эта опция машины ничего общего не имеет с высокотехнологичностью. Но на деле все очень тяжело и сложно. Ведь при таком расположении водительского сиденья все органы управления автомобиля расположены в непривычном месте, что накладывает на конструкторов огромные инженерные сложности. Особенно на рулевое управление. 

Четыре турбины

Турбокомпрессоры становятся все более популярными в современном автомобильном машиностроении, поскольку они обеспечивают большую мощность и экономию топлива одновременно. Единственным недостатком турбин является увеличение сложности конструкции двигателей, что не могло сказаться на надежности турбированных автомобилей. В итоге популярность турбокомпрессоров привела к тому, что на многих некогда надежных автомобилях появились не очень выносливые турбодвигатели.

Но самыми сложными являются не массовые серийные турбодвигатели. Наиболее высокотехнологичными и сложными являются моторы в таких автомобилях, как Bugatti Veyron и Chiron, которые оснащены двигателями W16 с четырьмя турбинами. Конечно, ни о каком долгом сроке службе таких сложнейших моторов речи не идет. 

Что такое кевлар?

По сути, кевлар – это сверхпрочный пластик. В мире существуют буквально сотни синтетических пластмасс, изготовленных путем полимеризации – химическего процесса образования высокомолекулярных соединений (полимеров) из низкомолекулярных (мономеров), которые обладают совершенно разными свойствами. Что же до кевлара, то его удивительные свойства частично объясняются его внутренней структурой и тем, что он сделан из волокон, которые плотно связаны друг с другом.

Отметим, что кевлар – запатентованный материал, производимый только химической компанией DuPont, поставляется в двух основных разновидностях под названием кевлар 29 и кевлар 49 (другие разновидности изготавливаются для специального применения). По своей химической структуре кевлар напоминает другой универсальный защитный материал – номекс.

Кевлар и номекс – это примеры химических веществ, называемых синтетическими ароматическими полиамидами или арамидами для краткости. Эти синтетические материалы изготавливаются в химической лаборатории (в отличие от натуральных тканей, например хлопка или шерсти). Как и номекс, кевлар является дальним родственником нейлона, первого коммерчески успешного «суперполиамида», разработанного компанией DuPont в 1930-х годах.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Ну чем не перчатка бесконечности? На фото защитные перчатки из кевлара от Dupon.

Кевлар был открыт в 1964 голу американским химиком Стфани Кволек (1923-2014). Патент на изобретение кевлара Кволек получила вместе с Полом Морганом в 1966, а начиная с 1971 года кевлар активно применяется в промышленном производстве. Несмотря на то, что изначально кевлар был разработан как легкая замена стальных креплений в автомобильных шинах, сегодня он известен во всем мире благодаря использованию бронежилетов и защитных перчаток.

14 функций и технологий суперкаров, которые вы, скорее всего, не найдете в других автомобилях.

Несмотря на популярность в мире суперкаров, большинство из нас вряд ли когда получат возможность ездить на таких автомобилях. Все дело в их стоимости. Но почему они так стоят? Ведь, несмотря на свою роскошность, эксклюзивность и мощность, это все же не самолеты, вертолеты и ракеты? Все дело в необычных и очень сложных технологиях. Многие суперкары по технологиям не уступают, а порой даже превосходят некоторые самолеты. 

Суперкары совершили гигантский скачок развития в 21-м веке. Каждый производитель суперавтомобилей стремится в каждую новую модель вместить все технологии, которых достигла автопромышленность. Очень часто автомобильные компании пытаются объединить в одном автомобиле ряд сложнейших технологий. В итоге многие современные суперкары стали моднее, чем реальные гоночные машины, созданные для трека.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Так, из-за своей высокоспециализированной механической составляющей многие современные суперкары приобрели мифический статус. Стоит отметить, что не только благодаря мощным двигателям и коробкам передач суперкары имеют приставку супер. Не стоит забывать и о прогрессивном дизайне, роскошном интерьере и многих других эксклюзивных вещах, которые действительно превращают транспортное средство в суперкар. Мы собрали для вас 14 странных функций, которые встречаются только в самых редких и дорогих суперкарах. 

Суперключ, активирующий суперрежим («Режим Бога»)

Большинство обычных автомобилей на наших дорогах в эти дни в конечном итоге могут разогнаться максимум до 200-210 км/час, и то после достаточно длительного периода ускорения по прямой. Но суперкары рассчитаны на большее. Однако в целях безопасности некоторые автопроизводители ограничивают максимальную скорость в виде электронной блокировки, которую можно снять либо за доп. плату в официальном дилерском центре, либо воспользовавшись специальным режимом. Некоторые автопроизводители пошли еще дальше, создав не только спецрежим для максимальной производительности автомобиля, но и поставляя для этого специальный ключ. 

Эластичный металл

Американский самолет-разведчик Lockheed SR-71 Blackbird известен своим гладким дизайном и темно-черным цветом. Это мощный стратегический сверхзвуковой разведчик ВВС США. Неофициально был назван «Blackbird». Особенностями данного самолета являются высокая скорость и высота полета. Когда этот самолет летит на максимальной скорости даже в разреженном воздухе в верхних слоях атмосферы, температура корпуса самолета становится запредельной.

Естественно, при таком нагреве обычные металлы не выдержали бы и после каждого полета самолета конструкторам бы пришлось менять корпус самолета. В итоге корпус самолета был сделан из гофрированного титанового сплава, который умеет растягиваться при изменении температуры. Вы не поверите, но подобная технология пришла и в автопромышленность. Некоторые суперкары уже были построены из растягиваемых металлов.

Передняя активная подвеска

Большинство суперкаров имеет небольшой дорожный просвет за счет низкой подвески. Естественно, это необходимо для аэродинамических характеристик спорткара, которые влияют на производительность авто и его управляемость. И ладно если автомобиль реально создан только для трека. Но в большинстве случаев суперкары предназначены для повседневного использования, где заниженная подвеска — это зло.

В итоге многие автопроизводители стали оснащать свои автомобили активной передней подвеской, которая может увеличивать передний клиренс автомобиля. Например, для того чтобы проехать через «лежащий полицейский». В некоторых авто эта система активной подвески очень высокотехнологичная (передняя часть авто автоматически поднимается перед проездом препятствия на дороге). 

Производство кевлара

Вы, вероятно, знаете, что натуральные материалы, такие как шерсть и хлопок, должны быть скручены в волокна, прежде чем превратиться в полезные текстильные изделия. То же самое верно и для искусственных волокон, таких как нейлон, кевлар и номекс.

Существует два основных этапа изготовления кевлара. Первый связан непосредственно с химией – сначала необходимо произвести основной пластик, из которого сделан кевлар (химическое вещество под названием поли-пара-фенилен терефталамид). Непосредственное превращение химического продукта в более полезный, практичный и прочный материал происходит в ходе второго, заключительного этапа производства.

Список самых прочных материалов, известных человеку

В настоящее время более 80% кевлара в мире производится на заводе Честерфилда в Спруэнсе. Синтетическое волокно наматывается на катушки, как показано здесь, а затем превращается в другие продукты.

С помощью сложного процесса горячий и вязкий раствор поли-пара-фенилен терефталамида пропускается через фильеру (металлический формовщик, немного похожий на сито). В результате получаются длинные, тонкие, прочные и жесткие волокна, которые наматываются на барабаны. Затем волокна разрезаются по длине и сплетаются в жесткий коврик, известный нам как кевлар.

• В Японии представили уникальный суперкар из целлюлозы

Тот факт, что японские инженеры и разработчики давно диктуют тенденции на рынке цифровых технологий и промышленности, уже ни для кого не является чем-то необычным. Вот и недавно они презентовали новый концепт автомобиля, созданного из более прочного и одновременно легкого материала, чем сталь. При взгляде на эту машину нелегко сразу же осознать, что сырьем для ее изготовления стала… древесина.

Список самых прочных материалов, известных человекуСписок самых прочных материалов, известных человеку

Конечно, главной инновацией в представленном концепте является не столько сам автомобиль, сколько материал, из которого его произвели. Таким креативным образом японские ученые и инженеры представили возможности уникального соединения, активная разработка которого ведется в последние годы. Речь идет о целлюлозном нановолокне.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Целлюлозное нановолокно может стать прорывом в машиностроении. /Фото: asia.nikkei.com

Когда говорят о целлюлозе, первой ассоциацией предсказуемо становится бумага. Вот только оказалось, что диапазон применения этого вещества довольно широк. Естественно, чтобы расширить границы его использования, древесина, как универсальный природный материал, подвергают сложным обработкам. Для создания целлюлозного нановолокна необходимо провести двухступенчатую химическую реакцию. Далее заготовку кипятят в специальном растворе для удаления двух веществ — лигнина и гемицеллюлозы. После этого материал становится более легким и при этом прочным.

Затем образцы подвергают горячему прессованию, и именно после этих операций древесина становится высокоориентированным целлюлозным нановолокном. Но на этом японские ученые не остановились. Продолжая исследования материала, они выяснили, что при воздействии высокого давления, его можно расплавить до состояния смолы. В результате получается сверхпрочный и одновременно легкий материал, которому можно придать любую форму посредством отлива. Кроме того, эта «смола» успешно подвергается вторичной переработке.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Нановолокно в консистенции смолы. /Фото: nippon.com

Эксперты Университета Киото, которые и занимаются исследованием свойств целлюлозного нановолокна, ранее изготавливали шариковые ручки с применением своего детища, но в этом случае вещество выполняло функцию загустителя. Теперь же разработчики пошли дальше. Чтобы наглядно продемонстрировать возможности материала, они создали концепт суперкара, названный Nanocellulose Vehicle.

Список самых прочных материалов, известных человеку

Японский суперкар из древесины. /Фото: hi-news.ru

Для нового автомобиля из целлюлозного нановолокна сделаны все детали корпуса, а также элементы интерьера. По словам разработчиков, общий вес машины на десять процентов меньше чем обычной. Кроме того, японский суперкар прочнее и экологичнее автомобилей из металла. Все дело именно в нановолокне: по своим характеристикам, материал в пять раз легче стали, и при этом в пять раз прочнее.

Список самых прочных материалов, известных человеку

На сегодняшний день разработчики проводят ряд испытаний деталей автомобиля, чтобы проверить износостойкость и долговечность инновационного материала. Однако, несмотря на продолжение проверок, несколько крупных автоконцернов уже заинтересовались новым концептом и начинают собственные испытания целлюлозного нановолокна. И если вещество докажет свою состоятельность, то, возможно, уже скоро в автосалонах появятся суперкары, материалом для создания которых стала древесина.

Нравится? Жми:

• Разделы: автомобили, Япония

Странный дорогой багаж в качестве бонуса к суперкару

Известно, что многие суперкары часто поставляются с комплектом багажа: чемоданы, сумки, портмоне и т. п. Причем, как правило, эти вещи сделаны также из дорогих эксклюзивных материалов и имеют такой же цвет, стиль и дизайн, как и сам автомобиль. К некоторым машинам в комплект идет столько различных вещей, что их количество удивляет, поскольку в реальности у автовладельца дорогого спортивного авто не будет возможности разместить их в машине. Дело в том, что большинство суперкаров имеет среднюю компоновку расположения двигателя.

Проще говоря, мотор располагается в задней части. В итоге во многих суперкарах для размещения багажа остается небольшое пространство под передней крышкой багажника. Во многих спорткарах впереди может разместиться с трудом только один чемодан.