Количество применяемых композитных материалов в формуле один постоянно растет и если бы не ограничения технического регламента, то они наверное практически вытеснили бы все остальные материалы.
Примером могут служить, разработанные для ф1, но пока в ней не применяемые, элементы крепежа, наполовину состоящие из металла и углепластика. Одна из британских компаний разработала шпильки крепления
головок блока цилиндров, которые вы видите на фото, после чего эта технология была объявлена недопустимой для конструирования двигателей формулы один.
Хоть изобретение пока и не используется в ф1 но может использоваться в других гоночных сериях, если команды смогут себе позволить такие технологии.
Конструкция составной шпильки
Конструкция крепежного элемента довольно проста, резьбовая часть по прежнему выполнена из металла, а стержень изготовлен из высокопрочного карбонового состава. Углубления под стержень, в металлических резьбовых частях,
имеют конусообразную форму, благодаря которой карбоновая вставка очень прочно держится в них, за счет клина. Плюс конусообразность предохраняет части конструкции, от проворота при затяжке.
Чтоб создать такую конструкцию, углепластик должен быть отформован вместе с резьбовыми концевиками, что очень просто осуществимо, так как пока пропитанные смолой слои углеволокна не застыли,
они могут быть уложены в любую форму и проложены в любой формы отверстие.
Резьбовые части шпильки показанные на фото изготовлены из титанового сплава, но обратите внимание что карбоновая часть имеет гораздо меньший диаметр. Шпильки для ф1 создаются
с учетом равномерности распределения нагрузки по всей длине крепежа и малый диаметр композита говорит о том, что в данной конструкции, он имеет гораздо большую удельную прочность чем титан.
В будущем можно будет изготовлять высокопрочные крепежные элементы из других композитных материалов, которые сейчас довольно дороги но имеют прочность на порядок выше чем карбон.
(Например: углеродные нанотрубки почти в 80 раз прочнее стали)
Плюсы составного крепежа с применением углеродного волокна
Не вдаваясь в подробности расчетов, масса таких шпилек меньше цельнотитановых, с такой-же прочностью, примерно на 30%.
При этом даже длинные шпильки гораздо меньше, растягиваются под нагрузкой, сохраняя жесткость конструкции и позволяя использовать меньший преднатяг.
Естественно, что разработки в данном напревлении не прекратятся, даже если существует запрет на их использования в формуле один,
и возможно такие элементы появятся в местах, далеких от автоспорта.
