McLaren, Bcomp используют натуральные композитные волокна в гоночных сиденьях F1

По словам британской компании McLaren, недавним новаторским прорывом, который может еще больше трансформировать автоспорт и не только, является гоночное сиденье из натурального волокна, которое считается самой первой частью автомобиля Формулы-1 (F1), изготовленной из возобновляемых текстильных волокон.>

В сотрудничестве с производителем экологически чистых легких материалов Bcomp (Фрибург, Швейцария) новое гоночное сиденье, которое создается для Карлоса Сайнса и Ландо Норриса, как утверждается, оптимизирует механические свойства льняных волокон за счет структуры ткани, создавая сиденье с необходимой прочностью и жесткостью, но с на 75% ниже CO ₂ занимаемая площадь по сравнению с аналогом из углеродного волокна. Точно так же по сравнению с представлением первого автомобиля с монококовым шасси из углеродного волокна - McLaren MP4 / 1 Гоночный автомобиль Формулы-1 (F1) 1981 года, который, как говорят, до сих пор сильно влияет на дизайн гоночных автомобилей - льняное волокно значительно дешевле, снижает вибрацию, повышает безопасность и является более экологичной альтернативой.

«Использование композитов из натуральных волокон - последний пример новаторских инноваций в области композитных материалов в McLaren», - объясняет руководитель команды McLaren F1 Андреас Зайдл. «Это решение не только обеспечивает производительность, эквивалентную углеродному волокну, но и представляет собой еще один шаг вперед в нашей развивающейся программе устойчивого развития, а также подчеркивает наше стремление помочь F1 претворить в жизнь свою амбициозную стратегию устойчивого развития».

«На протяжении десятилетий F1 была лабораторией инновационных технологий, которая изменила не только автоспорт, но и автомобильную промышленность, - добавляет технический директор McLaren F1 Джеймс Ки. «Этот вид спорта должен продолжать развиваться по пути развития экологически безопасных вариантов, и наша разработка и применение композитов из натуральных волокон является примером того, как мы ускоряем этот путь, а также продолжающейся эволюции в сторону более чистой мобильности».

Макларен отмечает, что, в первую очередь, для производства льна, лен - это невероятно универсальное растение. Кроме того, лен - это CO ₂ -нейтральное сырье и его волокна биоразлагаемы. Например, по истечении срока службы сиденья его можно измельчить в новый основной материал или термически переработать без остаточных отходов, а не выбрасывать на свалку.

Говорят, что на основе тонких прожилок на обратной стороне листьев запатентованная технология Bcomp powerRibs обеспечивает трехмерную решетчатую структуру на одной стороне сиденья, которая затем используется для усиления армирующей ткани Bcomp из пряденных и тканых льняных волокон, ampiTex. Сделанные путем скручивания льняных волокон в толстую пряжу, powerRibs, как говорят, выступают в качестве основы для прикрепляемой к ней льняной ткани ampiTex.

По словам команды McLaren F1, оригинальный дизайн сиденья из углеродного волокна был реконструирован Bcomp, а новый дизайн был оптимизирован и произведен McLaren. Затем кресло прошло предсезонное тестирование без каких-либо проблем.

«Экологичность и декарбонизация - глобальная проблема, и замечательно видеть, что автоспорт использует углеродные альтернативы, открывая путь для широкого внедрения в крупномасштабных мобильных приложениях», - говорит генеральный директор и соучредитель Bcomp Кристиан Фишер, разделяя мнение команды McLaren. «McLaren всегда была пионером в спорте как с точки зрения композитных материалов, так и с точки зрения устойчивости. Мне кажется, что это идеальное сочетание и большая честь сотрудничать с таким престижным брендом ».

Так почему же McLaren начал с превращения натуральных волокон в легкие и устойчивые гоночные сиденья, в отличие от других частей автомобиля?

По словам команды, они увидели явную возможность использовать технологии в этой области автомобиля на основе действующего технического регламента F1. Команда McLaren заявляет, что с 2019 года минимальный вес водителя должен составлять 80 кг. Более того, если водитель весит меньше этого, необходимо использовать балласт, чтобы довести его до минимального веса. Но вместо того, чтобы размещать этот балласт в других частях автомобиля, что могло бы улучшить распределение веса, он должен располагаться в непосредственной близости от сиденья водителя.

«С введением новых правил в 2019 году сиденье теперь составляет часть веса водителя, поэтому в результате оно излишне спроектировано», - объясняет Стив Фостер, главный инженер McLaren F1 по композитным материалам. «А учитывая, что Карлос и Ландо весят 72 кг и 68 кг соответственно, для этого есть много возможностей. Это означало, что при необходимости можно было использовать дополнительный биокомпозитный материал, чтобы обеспечить достаточную прочность и жесткость этого критически важного для безопасности компонента ».

Эта достаточная прочность и жесткость, добавляет Макларен, обусловлены трубчатой ​​структурой льняных волокон, которые, как утверждается, обеспечивают низкую плотность и высокую жесткость, что дает возможность снизить вес при одновременном улучшении гашения вибрации, а также устойчивости к разрыву и скручиванию. и сжатие. Команда добавляет, что льняное волокно значительно легче, на 9% легче, чем любой эквивалентный углеродный материал.

«И когда мы говорим« значительно лучше », мы имеем в виду в пять раз лучше, благодаря льняной ткани ampiTex и технологии powerRibs от Bcomp», - говорят специалисты. Лучшее поглощение вибрации и ударопрочность делают материал из натурального волокна подходящим для использования в сиденье водителя. Он повышает комфорт и снижает вибрацию в кабине, которая может утомлять водителей, особенно на дистанции гонки и особенно на трассах с агрессивными бордюрами.

Повышенная безопасность льняного волокна делает его еще лучше в глазах McLaren. Говорят, что когда он действительно ломается, в отличие от углеродного волокна, он не склонен к хрупкому разрушению и расколам. «Композит ampiTex и powerRibs не такой хрупкий, и, хотя он все еще ломается, более мягкий мусор остается прикрепленным к основной конструкции с помощью powerRibs, которые помогают рассеивать энергию», - объясняет Фишер. Считается, что вязкое разрушение является многообещающим и в других аспектах гоночных автомобилей F1, в том числе в концевых пластинах переднего крыла и днище, поскольку оно может уменьшить количество мусора и риск проколов во время столкновений на трассе.

Кроме того, с установленным ограничением бюджета, которое будет введено к 2021 году, многим командам F1 потребуется сократить расходы, сохраняя и улучшая производительность. Командам придется работать еще умнее, говорит команда McLaren, и с решениями Bcomp, снижающими стоимость сырья до 30% по сравнению с традиционным углеродным волокном, значительная экономия средств может высвободить бюджет для изучения других способов улучшения характеристик автомобиля. .

«Мы видим значительный потенциал в некритических, частично структурных областях автомобиля, таких как сиденье водителя, а также вне автомобиля», - говорит Фишер. И именно последнее, раскрывает Фостер, где на самом деле лежат непосредственные возможности для дальнейшего внедрения композитов из натуральных волокон:«При разумном использовании льняные волокна снижают вес и стоимость, сохраняя при этом, а в некоторых случаях даже улучшая характеристики. Помимо самого автомобиля, существует целый ряд возможных применений, включая карьерные механизмы, панели грузовиков, упаковочные ящики, стойки ГРМ и пресс-формы ».

Команда McLaren заявляет, что с таким большим количеством потенциальных применений гоночное сиденье из натурального волокна - это только начало. «Это сиденье - первый шаг к успешному применению композитов из натуральных волокон в F1», - заключает Зайдл. «Работая с Bcomp, мы можем определить другие компоненты, которые мы можем заменить устойчивой альтернативой, имеющей такой же вес и производительность. В гонке за нейтральный углеродный баланс не существует серебряной пули. Вместо этого мы должны постоянно оценивать каждый элемент наших автомобилей и наших операций, чтобы определить способы повышения производительности, эффективности и снижения воздействия на окружающую среду ».