Как сделать сверхлегкий, сверхэкономичный трицикл своими руками

Куча народу в мире, в том числе и в России любит делать автомобили собственными руками. Речь сейчас не идет о мифической переделке ушастого Запорожца в гоночный болид и не об оснащении убитой Оки двигателем от Subaru. Скучным лохам, живущим от вечерней поллитры до следующей дозы, тут не место.

Мы говорим именно о создании собственного автомобиля с нуля – от идеи до завинчивания последнего болта в ступицу. Это невероятно интересно и так же невероятно трудно. Причем, по словам знатоков, механическая часть – движок, коробка и привод – не главная проблема. Самая трудная часть процесса – разработка и постройка кузова. Как сделать своими руками ультралегкий, прочный и скоростной автомобиль?

Стальная рама или монококк?

Для гаражных умельцев имеются два основных подхода к созданию кузова: силовая сварная стальная трубчатая рама, на которую затем крепятся кузовные панели, или монококк – силовая пространственная капсула.

Трубчатая рама используется уже очень давно и остается весьма популярной из-за своей простоты и дешевизны. Сварочный аппарат, электроды, пара походов на свалку – и у вас уже есть надежная основа для установки силового агрегата. Это касается самоделок.

А вот серийные автомобили в массе своей строятся по типу монококка из сварных силовых кузовных панелей сложной формы, отштампованных из стали или, реже, из алюминия. Такая капсула выполняет одновременно роль рамы и кузова.

Малосерийные модели обычно имеют стальное шасси и раму, на которую навешиваются фиберглассовые панели. Именно так устроен спортивный автомобиль Lotus Elise образца 1960 года.

Но, какой бы способ создания кузова вы не выбрали, вам придется решить несколько важных проблем. Если вы возьмете за основу стальной трубчатый каркас, то автомобиль будет довольно тяжелым и для того, чтобы придать машине достаточную динамику потребуется мощный двигатель. Силовые панели для монококка требуют тщательных расчетов, глубоких познаний в области аэродинамики и качественного исполнения. Монококк – намного более сложный с точки зрения технологии кузов, чем рама. Зато он может быть на 50% легче и прочнее. Так что же выбрать и есть ли альтернатива?

Студенты из Университета Южной Австралии утверждают, что им удалось найти технологичный и простой способ постройки сверхлегкого двухместного электромобиля из доступных материалов. Более того, внешняя часть кузова может быть сделана вовсе без трудоемкой рихтовки панелей. То, что у них получилось в итоге вы видите на снимке вверху.

В качестве основных материалов для своего электромобиля австралийцы выбрали легкий композитный фибергласс, алюминиевый лист с сотовой структурой, кевларовое полотно, стеклоткань, небольшое количество карбоновой ткани, эпоксидную смолу и пенопласт. Все эти компоненты можно легко обрабатывать обычным ручным инструментом в домашних условиях. В этой статье мы расскажем каким образом студентам удалось построить кузов электромобиля, а о механической начинке расскажем в следующий раз. Забегая вперед, можно утверждать, что придуманная австралийцами технология отлично подходит для самостоятельной постройки целого ряда суперэкономичных транспортных средств – от мускульных до электрических.

Сколько это стоит?

Сколько всё это стоит? Алюминиевые панели с стовой структурой и фиберглассовой облицовкой продаются по цене 440 австралийских баксов за лист размерами 2400 на 1200 мм. Для постройки данного трицикла потребовалось пять листов. Добавьте к этому эпоксидную смолу, стеклоткань и пенопластовую крошку. И это всё. В российской действительности все перечисленные материалы могут показаться недоступной экзотикой, но это не так. На самом деле, все нужные  компоненты можно купить и у нас. И примерно по таким же ценам.

Прототип основы кузова

Австралийские студенты изначально хотели сделать трицикл со схемой посадки «один за другим». Во-первых из-за простоты конструкции, во-вторых из-за наименьшего коэффициента лобового сопротивления в сравнении с четырехколесной машиной. Опытный образец был сделан из обычной стружечной деревоплиты. На нем отрабатывались параметры салона, удобства посадки и размещения силового агрегата. Его оснастили по полной программе – подвеска, рулевое управление, двигатель и трансмиссия.

Кстати, древесно-стружечный прототип впоследствии развалился сразу же после преодоления первой колдобины на дороге

Делаем кузов

Для создания базовой силовой структуры кузова австралийцы применили композитный сэндвич толщиной 20 мм, состоящий из алюминиевого листа толщиной 18 мм с сотовой структурой, облицованного фиберглассом и усиленного эпоксидной смолой. Такой лист производит компания Ayres Lightweight Panel Systems. И не только она. Подобные материалы китайского производства  можно купить и в России. Квадратный метр листа толщиной 20 мм весит всего 1,7 килограмма.

Для его обработки применяется обычная ножовка по дереву и напильник. Для сгибания листа на поверхности фиберглассовой облицовки делается углубление не боле 1мм. Затем панель просто сгибается на нужный угол. Внутренняя алюминиевая сотовая структура панели деформируется без снижения прочности конструкции.

База кузова – плоский полик и вертикальные стенки. Шов сгиба австралийцы заполнили эпоксидной смолой с наполнителем из пенопластовых шариков. Затем сгибы панели были укреплены двумя слоями стеклоткани, посаженными на эпоксидную смолу. Как происходит деформация внутренней сотовой структуры алюминиевой панели на сгибе, видно на снимке (отмечено стрелкой). Стальные направляющие верстака формируют необходимый угол сгиба и одновременно усиливают конструкцию до момента отвердевания смолы.

Для формирования силовой двойной треугольной секции, панель была отформована, как показано снимке. Таким образом достигается максимально прочное соединение секции с поликом кузова. Усиление секции производится с помощью стальных элементов, соединенных болтами.

Окончательное формирование каркаса показано здесь. Вид изнутри.

А здесь – вид снаружи. Алюминиевые соты усилены двумя слоями стеклоткани, посаженными на эпоксидную смолу.

На фронтальном конце каркаса сформирована ниша для ног водителя с поперечным усилением, формирующая основу для приборной панели и задней части передних колесных арок. Рулевой механизм монтируется на верхний фрагмент панели. Прочность конструкции достаточна для того, чтобы выдерживать нагрузку на подвеску и компенсировать работу тормозной системы.

Далее, внутренняя и внешняя поверхности монококка усиливаются двумя слоями кевларового полотна, посаженного на эпоксидную смолу. Это значительно повышает прочность всей конструкции.

Этот снимок показывает передние три четверти трицикла. Стрелкой отмечен размер электродвигателя, расположенного за  пассажирским сиденьем. Большая ниша сбоку – это место для боковой двери, открывающейся по ходу движения трицикла.

Помеченные стрелками точки, это компоненты из карбона, создающие основу для стальной арки и крепления ремня безопасности.

Что в итоге?

А в итоге мы получаем сверхлегкую, невероятно жесткую конструкцию шасси, не требующую никаких сварочных работ и рихтовки.