Автор: Никита Ефименков
Обновлено:
Лонжерон с CMF оказался эффективнее стали и алюминия без прибавки массы
Ученые предложили заменить часть лонжерона автомобиля металлической пеной
До 84% меньшего пикового замедления и примерно на 83% меньший расчетный показатель HIC получили исследователи NC State при моделировании фронтального удара на скорости около 89 км/ч. Ключевая деталь: новый лонжерон весил столько же, сколько обычный, а сами испытания проводились виртуально, а не на серийном автомобиле.
В конструкции использовали композитную металлическую пену CMF: полые стальные сферы помещены в металлическую матрицу, а полученный сердечник — внутрь двойной алюминиевой трубы. В исследовании Journal of Composites Science ее сравнили с прямоугольным стальным и двойным восьмиугольным алюминиевым лонжеронами одинаковой массы и длины.
При ударе на 24,59 м/с, или примерно 88,5 км/ч, CMF-конструкция относительно двойного восьмиугольного профиля уменьшила максимальное замедление примерно на 38%, расчетную тяжесть столкновения — на 45%, HIC — также примерно на 45%. В сравнении с прямоугольным лонжероном снижение достигало около 84%, 94% и 83% соответственно.
Механизм отличается от обычной тонкостенной трубы. Та при ударе локально складывается и дает чередующиеся пики нагрузки. CMF деформируется более равномерно: воздух внутри полых сфер сжимается, а сердечник поддерживает стенки трубы и сглаживает импульс замедления.
Но результат не стоит превращать в обещание «автомобиля на 84% безопаснее». Авторы моделировали только передние силовые элементы и прямо предупреждают, что ремни, подушки и другие системы удержания пассажиров в расчет не включались. Эти цифры нельзя напрямую сопоставлять с реальными рейтингами вроде краш-тестов IIHS 2026 года.
Есть и менее эффектная деталь. При более низкой скорости 56 км/ч одна из CMF-конфигураций получила расчетный HIC 228,5 против 147,2 у двойного восьмиугольного профиля, хотя оба значения оставались намного ниже критического уровня 1000. Преимущество металлической пены заметно увеличивалось именно при более тяжелых ударах.
Следующий необходимый этап — изготовление полноразмерных лонжеронов и физические краш-тесты. Пока работа доказывает перспективность материала в численной модели, но не готовность технологии к серийному автомобилю.