Corvette - historia od włókna szklanego do włókna węglowego

Proste równanie mówi, że niska masa w połączeniu z dużą mocą przekłada się na fantastyczne osiągi. Równanie to od sześciu dekad leży u podstaw konstrukcyjnych modelu Corvette, który łączy coraz większą moc z nowoczesnymi materiałami pozwalającymi ograniczyć masę. Kolejnym tego przykładem jest Chevrolet Corvette Z06 2013 o masie własnej wynoszącej zaledwie 1 451 kg oraz mocy 505 KM (377 kW). Takie parametry sprawiają, że jest to nie tylko jeden z najlżejszych samochodów sportowych dostępnych na amerykańskim rynku, ale również pojazd oferujący jeden z najkorzystniejszych stosunków mocy do masy (6,33:1). Pod tym względem nowa generacja modelu Corvette jest lepsza od Astona Martina DBS (7,5:1 - 510 KM / 1 740 kg), Porsche 911 Turbo S (6,7:1 - 530 KM / 1 615 kg) oraz Nissana GT-R (7,1:1 - 545 KM / 1 763 kg). „O osiągach nie decyduje jedynie ilość koni mechanicznych”, wyjaśnia Harlan Charles, manager ds. marketingu modelu Corvette. „Odpowiedni rozkład oraz niska masa własna są równie istotne i to one właśnie wyróżniają Corvette. Model ten ma wpisane w swoją bogatą historię wykorzystanie najnowocześniejszych materiałów, które pomagają w poprawie osiągów”.Stosowanie tych materiałów w Chevrolecie Corvette rozpoczęto w 1953 roku. Powstały wtedy pierwsze egzemplarze modelu z nadwoziem wykonanym z włókna szklanego. Warto przypomnieć, że od tamtej pory każda nowa generacja Corvette posiadała nadwozie przynajmniej częściowo wykonane z kompozytów. Zastosowanie w samochodzie GM lekkiego, nierdzewnego materiału kompozytowego, jakim jest włókno szklane, po raz pierwszy zaproponował legendarny projektant Harley Earl. Takie rozwiązanie na początku lat pięćdziesiątych było absolutną nowością i pozwalało znacznie ograniczyć masę własną pojazdu. Dodatkowo umożliwiało również redukcję kosztów wytworzenia nisko wolumenowego modelu, bowiem jego produkcja nie wymagała już drogiej technologii tłoczenia dużych paneli metalowych.W trzeciej generacji modelu, produkowanej od 1968 roku, elementy nadwozia wytwarzane były przy pomocy form prasowniczych, a takie materiały jak włókno szklane i żywica umożliwiały o wiele szybszą i bardziej precyzyjną produkcję. Zapoczątkowało to prawdziwą rewolucję technologiczną i wpłynęło na dobór materiałów używanych do produkcji nadwozia z 1973 roku. W tym roku zamiast tradycyjnego włókna szklanego zaczęto stosować kompozyt SMC (ang. sheet-molded composite), czyli materiał powstający w procesie prasowania pod wpływem wysokiego ciśnienia i w wysokiej temperaturze włókna szklanego, żywicy oraz odpowiednio dobranego katalizatora.SMC charakteryzowało się mniejszym stosunkiem żywicy do włókna szklanego, a samo włókno szklane było mniej przetworzone. Dzięki nowemu materiałowi powstawały gładsze elementy poszycia pojazdu, co umożliwiało położenie powłok lakierniczych o wyższej jakości.Wszystkie generacje modelu Corvette od 1973 roku posiadały panele nadwozia wykonane z SMC, ale skład samego materiału ulegał dużym modyfikacjom, z czasem zawierając coraz mniej włókna szklanego na korzyść lekkich tworzyw sztucznych. Wczesne odmiany SMC pozwalały na tworzenie mocniejszych i sztywniejszych, ale jednocześnie bardziej łamliwych elementów nadwozia. Wraz z rozwojem technologii kompozytów SMC, konstruktorzy modelu Corvette zmodyfikowali ich skład oraz parametry poszczególnych elementów poszycia, redukując masę własną pojazdu. Udało się to za sprawą zmniejszenia grubości paneli nadwozia, ponieważ SMC charakteryzowało się większą gęstością niż tradycyjne włókno szklane.Rzadko zdarza się, żeby kolejna generacja modelu była lżejsza od swojej poprzedniczki, a tak właśnie było w przypadku piątej generacji Chevroleta Corvette (C5) z 1997 roku, która choć większa (dłuższa i szersza) od wersji z 1996 roku, była od niej o blisko 46 kilogramów lżejsza. Różnica ta wynikała z szerszego zastosowania nowoczesnych materiałów kompozytowych.Swą niższą masę model C5 zawdzięczał panelom nadwozia wykonanym z SMC, w którego skład wchodziło więcej tworzyw sztucznych niż kiedykolwiek wcześniej. Materiał, który praktycznie w niezmienionej formie znajduje zastosowanie w obecnej, szóstej generacji modelu Corvette (C6), składał się w 40% z żywicy - poliestrowej, winylowo-estrowej i styrenowej lub mieszanki wszystkich trzech, w 33% ze spoiwa (węglan wapnia) oraz w 20% z rozdrobnionego włókna szklanego. Pozostałe 7% stanowiła żywica i utwardzacze, które poprawiały jakość odlewu.Panele nadwozia generacji C5 były niezwykle lekkie, podobnie jak i prosta, ale niezwykle odporna i lekka konstrukcja podwozia z wytrzymałych belek i elementów wykonanych w technologii hydroformingu. Podłogę wykonano z kliku różnorodnych materiałowo warstw, m.in. z ultralekkiego drewna balsa, które jest nie tylko materiałem odnawialnym, ale pozwala również obniżyć masę własną pojazdu. Podobne rozwiązania zastosowano także w szóstej generacji modelu Corvette.Do obniżenia masy własnej wersji C5 przyczynił się nawet silnik small-block V-8 III generacji, który w odróżnieniu od swojego poprzednika posiadał lekki aluminiowy kadłub, aluminiowe głowice oraz kolektor ssący wykonany z kompozytów o masie nieprzekraczającej 5 kilogramów. Starsza jednostka II generacji posiadała cięższy żeliwny korpus oraz aluminiowy kolektor ssący. Lżejszy silnik pozwolił na lepszy rozkład masy na obie osie.Generacja C5 była również pierwszą, w której zastosowano takie materiały jak tytan czy włókno węglowe. Model Z06 (2001 - 2004) posiadał tytanowy układ wydechowy o masie nieprzekraczającej 12 kilogramów, który był o 70% lżejszy od tradycyjnego układu znanego z innych modeli. Natomiast wersję specjalną modelu Z06 z 2004 roku wyposażono w pokrywę silnika z włókien węglowych, która była o 5 kilogramów lżejsza od już „odchudzonej” standardowej maski wykonanej z SMC.Model C6 Z06 z 2006 roku mógł się pochwalić aluminiową konstrukcją podwozia oraz szerszym zastosowaniem włókien węglowych w budowie paneli nadwozia. Wersja ta wykorzystywała najbardziej zaawansowane technologicznie materiały w historii modelu. Mimo iż z wyglądu aluminiowe podwozie wersji C6 Z06 zdaje się niczym nie różnić od stalowej konstrukcji bazowej odmiany modelu Corvette, jest od niej o niemal jedną trzecią lżejsze. Aby w jeszcze większym stopniu zredukować masę własną pojazdu, do budowy dachu, łoża silnika oraz innych punktów mocowania zawieszenia wykorzystano magnez. Elementy nadwozia Z06 wykonane z włókna węglowego to m.in. przednie i tylne błotniki oraz wnęki przednich kół.Corvette ZR1 posiada tą samą aluminiową konstrukcję podwozia co wersja Z06 oraz jeszcze więcej elementów nadwozia wykonanych z włókna węglowego, m.in. dach, progi, itd. W nowym Chevrolecie Corvette 427 Convertible (2013) z lekkich włókien węglowych wykonano również maskę silnika, błotniki oraz panele podłogi.Kolejnym elementem wykonanym z najnowszych materiałów jakie wykorzystuje się dzisiaj do produkcji modelu Corvette są węglowo-ceramiczne tarcze hamulcowe znajdujące się w wyposażeniu standardowym wersji ZR1 oraz opcjonalnym wersji Z06. Tarcze te wykonano w najnowocześniejszej technologii kompozytowej, dzięki czemu są one niezwykle trwałe i lżejsze od tarcz konwencjonalnych.„Tworząc model Corvette nigdy nie chodziło nam o zastosowanie ekskluzywnych materiałów takich jak aluminium, włókna węglowe czy szklane dla samego faktu ich zastosowania”, wyjaśnia Tadge Juechter, kierownik zespołu projektowego modelu Corvette. „Szukaliśmy za to rozwiązań, które pozwoliłyby nam udoskonalić konstrukcję, układ napędowy i podwozie, a tym samym jeszcze poprawiłyby osiągi nowej wersji modelu Corvette”.