Долой балласт: как Ford борется с лишним весом

Если еще полвека назад тема снижения веса автомобиля стояла в самом конце списка приоритетов, где-то между безопасностью и эргономикой, то сейчас этот вопрос встал перед производителями довольно остро. Сегодня мы посмотрим, как эту задачу решают в компании Ford

За счет нового кузова и рамы F-150 стал одним из самых безопасных в истории пикапом

До чего же хороши американские ретро-кары 1950–1960-х годов: величественные «Кадиллаки», «Форды» и «Шевроле» по сей день завораживают своей красотой. Но с точки зрения рационализма конструкции тех лет в наши дни кажутся крайне сомнительными: огромные моторы не обеспечивают должной динамики и обладают фантастическим аппетитом, с виду большие и массивные кузова не отличаются просторными салонами и не отвечают даже минимальным нормам безопасности. Действительно наглядным для меня стал крайне интересный крэш-тест, проведенный еще в 2009 году американским страховым институтом дорожной безопасности (IIHS), эксперты которого хотели продемонстрировать, как прогрессировала автоиндустрия в области защиты водителя и пассажиров. Так, в честь 50-летия института было проведено показательное столкновение легендарного Chevrolet Bel Air 1959 года и современного Malibu 2009 года. Автомобили двигались навстречу друг другу, каждый развивал 64 км/ч. И, несмотря на кажущуюся прочность и защищенность, «старичок» проиграл всухую — Bel Air деформировался вплоть до средней стойки кузова. Окажись там живой водитель, а не манекен, то скончался бы на месте, в то время как пилот Malibu получил бы лишь травму колена. При разработке Bel Air инженеры не думали ни о деформируемых фронтальных зонах, ни о жесткой клетке салона, ни о травмобезопасном рулевом колесе... Самое интересное, что масса оппонентов была идентична: каждый «Шевроле» весил 1,5 тонны!

С тех пор прогресс шагнул далеко вперед: автомобили стараются делать, с одной стороны, максимально безопасными и комфортными, а с другой — динамичными, маневренными и экономичными. И если в первом случае прибавки в массе не избежать, то в другом — от веса нужно, наоборот, избавляться. И каждый производитель, стараясь найти компромисс, решает эту проблему по-своему. Попробуем разобраться, как с этим справляется один из новаторов в этой  области, автогигант Ford, на примере трех моделей.

Ради снижения массы спорткара кресла водителя и пассажира на этапе производства выполняются заодно с силовым каркасом кузова и не подлежат регулировке…

ОКРЫЛЕННЫЙ ТЯЖЕЛОВЕС. FORD F-150

Самый популярный пикап Америки не мог не шокировать местную публику своей 13-й генерацией: Ford F-150 2015 модельного года получил самый маленький в своей истории мотор, оброс алюминием и похудел аж на 317 кг! Как результат — самая легкая модификация Regular Cab 4x2 122 стала оснащаться 3,5-литровым двигателем (283 л. с. и 345 Нм) и весить весьма скромные 1837 кг. По количеству используемого крылатого металла этот пикап и вовсе превосходит все известные легкие грузовики. Алюминиевые панели здесь скрепляют как в авиастроении — при помощи конструкционного клея и заклепок. Конечно, одна из главных целей таких метаморфоз — сокращение расхода топлива и вредных выбросов. Но не менее важное достижение — улучшение безопасности, которая до сих пор является «ахиллесовой пятой» большинства современных пикапов. Дело в том, что с жесткой рамой крайне тяжело создать у автомобиля правильные зоны деформации, в результате чего при ударе пассажиры испытывают сильнейшие перегрузки. В «Форде» смогли с этим  справиться: в этом году новый пикап заработал максимальный рейтинг при прохождении серии крэш-тестов, которые проводит Национальная дорожная администрация безопасности движения США (NHTSA). При разработке F-150 использовались виртуальные модели, учитывающие поведение почти 1 400 000 деталей автомобиля при столкновении, появилась новая рама лестничного типа из высокопрочной стали с пределом прочности в 70 000 psi, а общее количество патентов в новом пикапе перевалило за сотню.

Углеволокно — оружие будущего в борьбе с лишним весом автомобилей Ford

ПЕРСПЕКТИВНЫЙ АТЛЕТ. FORD GT

Противоположность внедорожному грузовичку — эффектный спорткар. Грядущий Ford GT, показанный в рамках автосалона в Детройте, обещает быть действительно инновационным и не менее ярким, чем его предшественник. Правда, серийный запуск намечен лишь на конец 2016 года, отчего производитель старается не раскрывать раньше времени все карты, дозированно открывая публике скромные факты. Главная фишка самого мощного серийного «Форда» — широкое применение высокопрочных и легких материалов: в силовой каркас из углеродного волокна интегрированы подрамники из алюминиевого сплава, несущие основные агрегаты. Проблемой внедрения углеволокна в широкие массы компания Ford задалась еще в 2012 году, начав сотрудничество с компанией DowAksa (совместное предприятие химического гиганта Dow Chemical и турецкой фирмы Aksa Akrilik Kimya Sanayi A.S., специализирующейся на производстве углеволокна). Для выигрыша в массе даже кресла были интегрированы в силовую структуру салона! По причине уменьшения веса американцы, скрепя сердце, отказались от многолитрового V8 в пользу 6-цилиндрового V6 нового поколения серии EcoBoost. Снабженный двумя турбинами мотор развивает более 600 л. с. и работает в паре с 7-ступенчатой роботизированной КП с двумя сцеплениями. По заявлению представителей компании, применение легких и прочных материалов должно сделать GT одним из самых легких в своем классе. Также GT претендует на звание самого технологичного суперкара: Ford оснащен 50 различными сенсорами, которые собирают данные о работе силового агрегата, состоянии элементов конструкции автомобиля, позиции водителя и окружающей обстановке. Все эти данные обрабатывают шесть контроллерных сетей со скоростью 300 Мб данных в секунду. По предварительным оценкам, общий тираж автомобиля не должен превысить 1200 экземпляров.

Пружины — также лишние килограммы. Почему бы тогда не сделать их из… стекловолокна или титанового сплава?

КОМПЛЕКСНАЯ ДИЕТА. LIGHTWEIGHT CONCEPT

Еще один пример тотального снижения веса представлен в фордовском Lightweight Concept, разработанном совместно с Cosma International — дочерней компанией крупнейшего производителя автокомпонентов Magna. Автомобиль построен на базе популярного в США седана Fusion, который в Европе и России больше известен под именем Mondeo. Опытный «Форд» является, пожалуй, кульминацией всех известных способов уменьшения снаряженной массы — «под раздачу» попали чуть ли не все элементы конструкции. Такие меры позволили сократить вес «Мондео» на 25 % (около 363 кг), что почти уравновесило его с серийной «Фиестой»! От нее, кстати, достался и литровый трехцилиндровый моторчик (125 л. с.), являющийся троекратным победителем в номинации «Двигатель года». И без того невесомый агрегат был облегчен за счет алюминиевых шатунов и карбоновых опор, крышки головки блока и поддона. Также из углеволокна были сделаны каркасы кресел, элементы интерьера и даже колесные диски! А поскольку колеса тоже способствуют изменению расхода топлива, они имеют нехарактерную для «Мондео» размерность — 155/70R19. Облегчены здесь и пружины подвески (передние выполнены из стекловолокна, а задние — из титанового сплава), и даже остекление подверглось ревизии: лобовое и боковые стекла изготовлены из химически закаленного стекла, а заднее — из поликарбоната. Не обошли стороной и крылатый металл, который был использован при изготовлении подрамника двигателя и большинства кузовных панелей. И это лишь часть разработок, которые в скором будущем должны появиться на серийных автомобилях. Верной дорогой идут фордовцы — от лишнего груза нужно избавляться.

Lightweight Concept — демонстрация технологических возможностей компании. Этот «Мондео» по своей массе сопоставим с «Фиестой»!