McLaren и Bcomp представляют первое в F1 сиденье из возобновляемых льняных волокон

Согласно британской McLaren, недавний прорыв, который может дальнейше трансформировать моторспорт и не только, — это сиденье для гонок из натурального волокна, считающееся самой первой деталью автомобиля Formula One (F1), сделанной из возобновляемых текстильных волокон.

Сотрудничество с Bcomp

Сотрудничая с производителем устойчивых легких решений Bcomp (Фрибург, Швейцария), новое гоночное сиденье, создаваемое для Карлоса Сайнца и Ландо نورриса, как заявляется, оптимизирует механические свойства льняных волокон через архитектуру ткани, разрабатывая сиденье с требуемой прочностью и жесткостью, но с на 75% меньшим углеродным следом по сравнению с его аналогом из углеродного волокна. Аналогично, по сравнению с внедрением первой машины с монококом из углеродного волокна — гоночным автомобилем McLaren MP4/1 Formula One (F1) 1981 года, который, как заявляется, сильно повлиял на дизайн гоночных автомобилей до этого дня — льняные волокна значительно дешевле, снижают вибрацию, повышают безопасность и являются более устойчивой альтернативой.

Андреас Зейдль, главный принцип F1 команды McLaren: «Использование натурально-волокнистых композитов — последний пример пионерских инноваций композитных материалов в McLaren. Не только это решение обеспечивает эквивалентную производительность углеродному волокну, оно представляет еще один шаг вперед в нашей развивающейся программе устойчивого развития, подчеркивая нашу приверженность помощи F1 в превращении ее амбициозной стратегии устойчивого развития в действие».

Джеймс Клю, технический директор F1 McLaren: «На протяжении десятилетий F1 была инновационной лабораторией для технологий, трансформировавших не только моторспорт, но и автомобильную промышленность и не только. Спорт должен продолжать двигаться по дороге разработки все более экологичных вариантов, и наша разработка и применение натурально-волокнистых композитов — пример того, как мы ускоряем это путешествие, а также текущую эволюцию к более чистой мобильности».

Свойства льна и технологии Bcomp

В основном используемое в производстве льна, McLaren отмечает, что лен — невероятно универсальное растение. Кроме того, лен — CO2-нейтральное сырье, а его волокна биоразлагаемы. В конце жизни сиденья, например, его можно измельчить в новый базовый материал или термически переработать без остаточных отходов, вместо того чтобы попасть на свалку.

Вдохновленное тонкими венами на обороте листьев, проприетарная технология powerRibs Bcomp, как заявляется, обеспечивает 3D-сетчатую структуру на одной стороне сиденья, которая затем используется для усиления выпрямленной и тканой льняной армирующей ткани ampliTex. Сделанная путем скручивания льняных волокон для формирования толстой пряжи, powerRibs, как заявляется, действуют как позвоночник для льняной ткани ampliTex, связанной с ней.

Согласно команде McLaren F1, оригинальный дизайн сиденья из углеродного волокна был обратно спроектирован Bcomp, и новый дизайн был оптимизирован и произведен McLaren. Сиденье затем было запущено в досезонных испытаниях без каких-либо проблем.

Кристиан Фишер, CEO и сооснователь Bcomp: «Устойчивое развитие и декарбонизация — глобальная проблема, и фантастично видеть, как моторспорт принимает альтернативы углероду, проложивая путь для широкого внедрения в крупномасштабные применения мобильности. McLaren всегда был пионером в спорте, как в плане композитов, так и устойчивого развития. Чувствуется как идеальное совпадение и большая честь сотрудничать с таким престижным брендом».

Почему начать с сиденья?

Именно так почему McLaren начала с превращения натуральных волокон в легкое и устойчивое гоночное сиденье, а не другие части автомобиля?

Согласно команде, они увидели четкую возможность использовать технологию в этой зоне автомобиля на основе текущих технических регламентов F1. С 2019 года, говорит команда McLaren, минимальный вес пилота в 80 килограммов был обязательным. Более того, если пилот весит меньше, балласт должен использоваться для приведения их до минимального веса. Но вместо того чтобы позволять этот балласт размещать в других зонах автомобиля, что могло бы улучшить распределение веса, он должен находиться в непосредственной зоне сиденья пилота.

Стив Фостер, главный инженер композитов McLaren F1: «С внедрением нового регламента в 2019 году сиденье теперь يشكل часть весового бюджета пилота, поэтому оно перепроектировано в результате. И с Карлосом и Ландо, весящими 72 и 68 килограммов соответственно, есть достаточно пространства для этого. Это означало, что если нам нужно было, был запас для использования дополнительного биокомпозитного материала для обеспечения достаточной прочности и жесткости в этом критически важном для безопасности компоненте».

Эта достаточная прочность и жесткость, добавляет McLaren, обусловлена трубчатой структурой льняных волокон, которые, как заявляется, обеспечивают низкую плотность и высокую жесткость, давая возможность снизить вес одновременно улучшая вибрационное демпфирование, а также сопротивление поломке, кручению и сжатию. Команда добавляет, что льняные волокна значительно легче, будучи на 9% легче любого эквивалентного углеродного материала.

Команда: «И когда мы говорим "значительно лучше", мы имеем в виду в пять раз лучше благодаря льняной ткани ampliTex и технологии powerRibs Bcomp». Большее поглощение вибрации и устойчивость к удару делают натурально-волокнистый материал хорошо подходящим для использования в сиденье пилота. Это улучшает комфорт и снижает вибрацию в кокпите, которая может иметь утомительный эффект на пилотов, особенно на дистанции гонки и особенно на трассах с агрессивными бордюрами.

Безопасность и экономия

Улучшение безопасности льняного волокна делает его улучшением в глазах McLaren. Заявляется, что когда оно ломается, в отличие от углеродного волокна, оно не склонно к хрупкому перелому и осколкам. «Композит ampliTex и powerRibs не такой хрупкий, и хотя он все еще ломается, более мягкие обломки остаются прикрепленными к основной структуре с помощью powerRibs, которые помогают диссипировать энергию», — объясняет Фишер. Поведение вязкого перелома, как заявляется, показывает обещание в других аспектах гоночных автомобилей F1, включая концевые пластины переднего крыла и дно, так как может снизить обломки и риск проколов при столкновениях на трассе.

Кроме того, с бюджетным потолком, который будет введен к 2021 году, многим командам F1 придется снизить затраты, 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 затрат может освободить бюджет для исследования других способов улучшения производительности автомобиля.

Кристиан Фишер: «Где мы видим значительный потенциал — в некритических, полуструктурных зонах автомобиля, таких как сиденье пилота, а также вне автомобиля». И именно последнее, раскрывает Фостер, где непосредственная область для дальнейшего внедрения натурально-волокнистых композитов действительно лежит: «Когда используются интеллектуально, льняные волокна снижают вес и стоимость, сохраняя и в некоторых случаях даже улучшая производительность. Существует ряд возможных применений за пределами самого автомобиля, включая пит-оборудование, панели грузовиков, упаковочные ящики, тайминг-стойки и формочные инструменты».

С такими множественными потенциальными применениями, говорит команда McLaren, натурально-волокнистое композитное гоночное сиденье — это только начало. «Это сиденье — первый шаг в успешном применении натурально-волокнистых композитов в F1», заключает Зейдль. «Работая с Bcomp мы можем идентифицировать другие компоненты, которые мы можем заменить устойчивой альтернативой с эквивалентным весом и производительностью. Нет серебряной пули в гонке за углеродную нейтральность. Вместо этого мы должны постоянно оценивать каждый элемент наших автомобилей и наших операций для выявления способов улучшить производительность, повысить эффективность и снизить экологическое воздействие».