خودروهایی از جنس کربن

به گزارش پایگاه خبری«عصرخودرو» به نقل از صمت، خودرو پورشه «کاررا» جی‌تی است، خودرویی 2 نفره با موتور نیمه قوی و سقف 2تکه تاشو که قدرت، سرعت و احساس خودروهای مسابقه را تداعی می‌کند.
پشت اتاق سرنشین این خودرو موتور 5/7 لیتری 10 V و گیربکس‌دستی 6 سرعته قرار دارد که قادر است «کاررا» را در عرض 9/9 ثانیه از سرعت صفر به سرعت 200 کیلومتر در ساعت برساند. هدف از طراحی این خودرو، دستیابی به دینامیک جاده‌ای بهینه بوده که طبق تعریف پورشه عبارت است از «بیشترین میزان کاهش وزن، پایین‌ترین حد ممکن مرکز ثقل و حداکثر استحکام».
این سازنده خودرو برای رسیدن به این اهداف، به مواد سبک و به‌ویژه الیاف کربن روی آورده است. کربن نه‌تنها برای تامین استحکام و سفتی و کاهش وزن، بلکه همچنین برای ظاهر مناسب‌اش به‌کار گرفته می‌شود. شاسی، درها، رکاب، میل فرمان، در صندوق بار، درپوش قسمت موتور، سینی زیرخودرو، کنسول وسط و صندلی‌های این خودرو همه از کامپوزیت «اپوکسی _ کربن» (با کمی آرامید) ساخته می‌شوند که این امر در مقایسه با مواد معمولی حدود 40 درصد کاهش وزن به همراه دارد. این خودرو به تعداد محدودی تولید شده و به عنوان طرحی که تنها یک‌بار اجرا می‌شود، جانشینی نخواهد داشت. تولید «کاررا» سکوی پرشی برای پورشه خواهد بود تا بتواند طرح‌های خودرویی آینده خود را تکمیل کند.
ستون فقرات «اپوکسی - کربنی»
گام اساسی تکامل این خودرو، طراحی شاسی منحصر به فرد آن است. «کاررا» نخستین خودرویی است که از شاسی یکپارچه الیاف کربنی بهره می‌برد. «مایکل هوشلر» مدیر پروژه «کاررا» می‌گوید: این شاسی یکپارچه با محفظه موتور که در فرهنگ واژگان خودروهای مسابقه، شاسی rolling نامیده می‌شود، ستون فقرات خودرو محسوب می‌شود. این سازه تمام بارهای سازه‌ای از جمله بارهای چرخ‌ها، بارهای ناشی از تصادفات و همچنین وزن تمام اجزای داخلی و خارجی را تحمل می‌کند.
این شاسی، سازه‌ای ساندویچی از الیاف کربن بافته با مغزی لانه‌زنبوری از جنس کاغذ «آرامیدی نامکس» است که ضخامت بدنه و جهت الیاف در آن با توجه به شرایط بارگذاری تغییر می‌کند. به‌طور کلی در ساخت این خودرو حدود 1000قطعه پیش‌آغشته به‌کار گرفته می‌شود. سفتی «کاررا» به عنوان یک خودرو روباز که سقف آن هیچ عنصر سازه‌ای ندارد، بسیار به آرایش‌های قطعات داخلی بستگی دارد، هر چه جای در کوچک‌تر باشد، بدنه سفت‌تر است. در هر حال برای حفظ ابعاد رکاب (بخشی از شاسی که از 2 طرف زیر در قرار دارد) به گونه‌ای که از نظر راحتی و دسترسی سرنشین مناسب باشد و سفتی قطعه فدا نشود، چندین لایه به ستون‌های جلو و عقب بدنه اضافه شده است. برای افزایش ایمنی، هنگام قالب‌گیری سازه ستون جلویی خودرو یک لوله فولادی درون بدنه قرار داده شده است.
آیرودینامیک
یکی از نکته‌های مهم در طراحی خودروهای مسابقه، نیروهای آیرودینامیکی «برا» و «پسا» است. در سرعت 330 کیلومتر در ساعت «کاررا»، نیروهای آیرودینامیکی «برا» می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی پایداری خودرو را کاهش دهند. برای فراهم کردن نیروی رو به پایین کافی بدون اثر منفی بر ضریب کشش خودرو، «پورشه» بر پایه سال‌ها تجربه خود، یک سینی از جنس کامپوزیت الیاف کربن برای زیر خودرو طراحی و با آزمایش در تونل باد، آن را بهینه کرده است. این سینی به شاسی، محفظه موتور و... پیچ می‌شود و دارای پخش‌کننده هوا، کانال تهویه و باله‌های هوایی است. این مجموعه (شامل سینی زیر خودرو، لوله‌های هوایی و...) به گونه‌ای طراحی شده که نه فقط نیروی قوی رو به پایین (4000 نیوتن) را تضمین می‌کند، بلکه این نیرو را به‌نسبت70 به 30بین محورهای جلو و عقب توزیع کند.

درون و برون خودرو
به استثنای سپر جلو و عقب و تعدادی قطعات کوچک دیگر، تمام صفحات بیرونی بدنه ازجمله درها، در صندوق بار، درپوش قسمت موتور و سقف 2 تکه «کاررا» از الیاف کربن ساخته می‌شود. درها، درپوش قسمت موتور و در صندوق بار، سازه‌های ساندویچی هستند ولی بیشتر صفحات دیگر بدنه، چند لایه‌هایی یکپارچه با ضخامت 1/2 میلیمتری هستند.
درون «کاررا» علاوه بر سبکی، از زیبایی الیاف کربن نیز بهره می‌برد. اتاق موتور که حداقل برای «پورشه» به اندازه داخل خودرو مهم است، با یک لایه مشبک شفاف از جنس کامپوزیت الیاف کربن بافته پوشانده می‌شود. در اتاق خودرو نیز کنسول از الیاف کربن ساخته شده است ولی با منیزیم پوشش داده شده، اجزای سازه‌ای صندلی‌ها نیز از جنس کامپوزیت کربنی است. نه فقط در صندلی‌ها بلکه در روکش در و داشبورد، برای جلوگیری از خرد شدن صفحات و پخش شدن آنها هنگام تصادف، از لایه‌های «کولار» (الیاف آرامید) بین لایه‌های الیاف‌کربن بافته استفاده شده است. این صندلی‌ها تنها نصف صندلی‌های استاندارد «پورشه» و 10/3کیلوگرم وزن دارند. برای دستیابی به حجم تولید 3 خودرو در روز، قطعات خودرو بسته به نوع قطعه در 6 تا 60 قالب ساخته می‌شوند.