Алюміній выкарыстоўваецца ўсюды, дзе патрабуецца лёгкая канструкцыя або высокая цепла- і электраправоднасць. Тыповы спартыўны матацыкл мае алюмініевы блок цыліндраў, галоўку і картэр, а таксама зваранае алюмініевае шасі і маятнік. У рухавіку найважнейшым ужываннем алюмінію з'яўляюцца яго поршні, якія, дзякуючы добрай цеплаправоднасці, здольныя вытрымліваць уздзеянне тэмператур згарання значна вышэйшых за кропку плаўлення. Колы, радыятары астуджальнай вадкасці і алею, ручныя рычагі і іх кранштэйны, верхні і (часта) ніжні каронкі відэльцаў, верхнія трубы відэльцаў (у відэльцах USD), тармазныя суппорты і галоўныя цыліндры таксама выраблены з алюмінію.
Мы ўсе з захапленнем глядзелі на алюмініевыя шасі, зварныя швы якіх нагадваюць легендарную кучу фішак для покера. Некаторыя з гэтых шасі і маятнікаў, напрыклад, двухтактных гоначных матацыклаў Aprilia з рухавіком 250 л, — гэта вытанчаныя творы мастацтва.
Алюміній можна легаваць і тэрмічна апрацоўваць да большай трываласці, чым у нізкавугляродзістай сталі (трываласць на расцяжэнне 60 000 фунтаў на квадратны дюйм), але большасць сплаваў хутка і лёгка апрацоўваюцца. Алюміній таксама можна ліць, каваць або экструдаваць (менавіта так вырабляюцца некаторыя бакавыя бэлькі шасі). Высокая цеплаправоднасць алюмінію патрабуе для яго зваркі вялікай сілы току, і гарачы метал павінен быць абаронены ад атмасфернага кіслароду з дапамогай абароны інэртнага газу (TIG або спіральная дугавая зварка).
Нягледзячы на тое, што для здабычы алюмінію з баксітавай руды патрабуецца вялікая колькасць электраэнергіі, калі ён існуе ў металічнай форме, яго перапрацоўка каштуе нядорага, і ён не губляецца з-за іржы, як гэта бывае са сталі.
Раннія вытворцы матацыклетных рухавікоў хутка перанялі тагачасна новы метал для вырабу картэраў, якія ў адваротным выпадку павінны былі быць зроблены з чыгуну, які важыў амаль у тры разы больш. Чысты алюміній вельмі мяккі — я памятаю гнеў маёй маці на тое, што мой бацька выкарыстаў свой падвойны кацёл са сплаву 1100 як імправізаваную пастку для шарыкаў: яго дно ператварылася ў масу ямачак.
Неўзабаве была адкрыта павышаная трываласць простага сплаву з меддзю, і менавіта такі сплаў выкарыстаў аўтамабілебудаўнічы піянер У. О. Бентлі ў сваіх эксперыментальных алюмініевых поршнях да Першай сусветнай вайны. Пры паслядоўных выпрабаваннях з чыгуннымі поршнямі, якія тады дамінавалі, першыя алюмініевыя поршні Бентлі адразу ж павялічылі магутнасць. Яны працавалі халадней, менш награвалі паступаючую паліўна-паветраную сумесь і лепш захоўвалі яе шчыльнасць. Сёння алюмініевыя поршні паўсюдна выкарыстоўваюцца ў рухавіках аўтамабіляў і матацыклаў.
Да з'яўлення авіялайнера Boeing 787 з вугляроднага пластыку ў авіяцыі лічылася асноўным фактам, што амаль кожны самалёт у пустым стане на 60 працэнтаў складаўся з алюмінію. Калі паглядзець на адносную вагу і трываласць алюмінію і сталі, гэта спачатку здаецца дзіўным. Так, алюміній важыць толькі на 35 працэнтаў менш, чым сталь, аб'ём да аб'ёму, але высокатрывалыя сталі як мінімум у тры разы мацнейшыя за высокатрывалы алюміній. Чаму б не будаваць самалёты з тонкай сталі?
Усё зводзілася да супраціўлення выгібанню эквівалентных канструкцый з алюмінію і сталі. Калі мы пачнем з алюмініевых і сталёвых труб аднолькавай вагі на фут і паменшым таўшчыню сценкі, сталёвая труба выгінаецца першай, таму што яе матэрыял, які мае толькі адну траціну таўшчыні алюмінію, мае значна меншую здольнасць да самасцвярджэння.
У 1970-я гады я працаваў з вытворцам рам Фрэнкам Камільеры. Калі я спытаў яго, чаму мы не выкарыстоўваем сталёвыя трубы большага дыяметра з больш тонкай сценкай, каб зрабіць больш лёгкія і жорсткія рамы, ён адказаў: «Калі вы гэта робіце, выяўляеце, што вам даводзіцца дадаваць шмат матэрыялу да такіх рэчаў, як апоры рухавіка, каб яны не расколваліся, і тады эканомія вагі знікае».
Kawasaki ўпершыню ўкараніла алюмініевыя маятнікі на сваіх заводскіх матацыклах MX у пачатку 1970-х гадоў; астатнія рушылі ўслед гэтаму прыкладу. Затым, у 1980 годзе, Yamaha пасадзіла Кені Робертса на двухтактны матацыкл GP аб'ёмам 500 куб. м, рама якога была выраблена з экструдаванай алюмініевай трубы квадратнага сячэння. Патрабавалася шмат эксперыментаў з дызайнам, але ў рэшце рэшт, выкарыстоўваючы ідэі іспанскага інжынера Антоніа Кобаса, рамы Yamaha GP для шашэйных гонак ператварыліся ў знаёмыя сёння вялікія падвойныя алюмініевыя бэлькі.
Безумоўна, існуюць паспяховыя шасі іншых тыпаў — напрыклад, сталёвыя трубчастыя «рашоткі» Ducati і вугляроднавалакновыя шасі «скура і косць» Джона Брытэна пачатку 1990-х гадоў. Але сёння дамінуюць шасі з падвойнымі алюмініевымі бэлькамі. Я ўпэўнены, што працаздольнае шасі можна зрабіць з літой фанеры, пры ўмове наяўнасці трывалых кропак мацавання і звычайнай праверанай геаметрыі.
Яшчэ адно істотнае адрозненне паміж сталлю і алюмініем заключаецца ў тым, што сталь мае так званую мяжу стомленасці: узровень працоўнага напружання, ніжэй за які тэрмін службы дэталі практычна бясконцы. Большасць алюмініевых сплаваў не маюць мяжы стомленасці, таму алюмініевыя планёры маюць «тэрмін» выкарыстання на працягу запланаванай колькасці гадзін. Ніжэй за гэтую мяжу сталь даруе нам нашы правіны, але алюміній памятае ўсе абразы ў выглядзе нябачных унутраных пашкоджанняў ад стомленасці.
Прыгожыя шасі GP 1990-х гадоў ніколі б не сталі асновай для масавай вытворчасці. Гэтыя шасі складаліся з дэталяў, звараных разам з апрацаваных, прэсаваных і літых алюмініевых элементаў. Гэта не толькі складана, але і патрабуе, каб усе тры сплавы былі ўзаемна зварваемымі. Зварка каштуе грошай і часу, нават калі яе выконваюць вытворчыя робаты.
Тэхналогія, якая зрабіла магчымымі сучасныя лёгкія чатырохтактныя рухавікі і літыя шасі, — гэта метады запаўнення формаў з нізкай турбулентнасцю, якія не захопліваюць плёнкі аксіду алюмінію, што імгненна ўтвараюцца на расплаўленым алюмініі. Такія плёнкі ўтвараюць зоны слабасці ў метале, якія ў мінулым патрабавалі значна большай таўшчыні адлівак для дасягнення дастатковай трываласці. Адлітыя дэталі з гэтых новых працэсаў могуць быць даволі складанымі, аднак сучасныя алюмініевыя шасі можна збіраць са зварнымі швамі, якія можна пералічыць на пальцах адной рукі. Паводле ацэнак, новыя метады ліцця дазваляюць зэканоміць 30 і больш фунтаў вагі ў серыйных матацыклах.
Разам з шырокім выбарам сталей, алюміній з'яўляецца асноўным рабочым конікам чалавечай цывілізацыі, але для сучасных матацыклаў гэта нешта большае. Гэта аснова матацыкла, настолькі распаўсюджаная, што мы яе амаль не бачым і не ўсведамляем, наколькі магутнасцю машыны мы абавязаны менавіта яму.
Час публікацыі: 20 чэрвеня 2019 г.