Еще легендарный Генри Форд начал исследовать возможные материалы для замены металла. Все это проходило в непростые времена: в 1941 году, когда железо стало дефицитным в условиях резко возросшего спроса на военную продукцию. Тогда уже был налажен серийный выпуск и использование пластиковых кнопок, ручек и прочих небольших деталей. Окончательно мечта известного автомобилиста была воплощена только через шесть лет после смерти самого Генри Форда, когда в 1953 году из завода General Motors выехал первый из полутора миллионов Chevrolet Corvette с кузовом из стекловолокна.Сейчас современный автомобиль содержит примерно 150 кг пластика. Но все основные элементы конструкции все равно производятся из металла: двигатель, трансмиссия, ходовая часть. Объясняется это довольно просто: нагрузка и жесткие температурные условия накладывают повышенные требования к прочности материалов.
Но потенциал пластикового автомобиля огромен. Отвлечемся на мгновение от автоиндустрии и подумаем о небе. Новый авиалайнер Boeing 787 уже проходит серию тестовых полетов. Разработчик обещает запустить новинки в серийную эксплуатацию в следующем году. При этом часть фюзеляжа и крыльев Boeing 787 сделана из композитных пластиков. Отсюда возникает вполне резонный вопрос: почему современная индустрия готова доверить жизнь 300 человек новым видам пластика при скорости полета до 1000 км/ч, а двигатели автомобилей до сих пор делают из расплавленного металла – по технологии, которой вот уже 6000 лет?
Ответить на этот вопрос лучше остальных сможет Матти Хольцберг. Именно этот человек потратил 30 лет своей жизни, чтобы отправить железные и алюминиевые двигатели по пути мамонтов – к полному вымиранию.
Матти Хольцберг потратил 30 лет своей жизни на популяризацию пластика. Сначала ученый сделал шатун из нового пластика и установил его в двигатель Austin Mini. Деталь прослужила всего 20 минут. Но останавливаться на этом Матти не желал. Позже он покрыл пластиковый шатун алюминиевой головкой. В таком виде продукция поступила в магазины, где успешно расходилась в 70-х годах. В 1979 году была основана компания Polimotor, в основные задачи которой входило создание двигателя с как можно большим количеством пластиковых деталей.
В 1980-х Хольцберг доказал, что пластиковые моторы достаточно прочны для использования в профессиональном автоспорте. Но убедить производителей так и не удалось: выигрыш в снижении веса и стоимости изделия, по их мнению, не перекрывает всех рисков.
Первый полимерный мотор был клоном 2,3-литрового четырехцилиндрового двигателя от Ford Pinto. Из пластика были сделаны блок цилиндров, поршни, шатуны, картер и большая часть головки цилиндра. Для изготовления головки поршня и вкладышей камеры сгорания (гильзы) все же пришлось использовать алюминий и металл. Коленчатый вал и клапаны сделаны также из металла. Вскоре в журнале Automotive Industries была опубликована статья «What... a Plastic Engine?» («Что... пластиковый двигатель?»). Два года спустя очередной выпуск Popular Science пошел в тираж с изображением мотора из пластика на обложке. Поводов для оптимизма хватало. Тот самый движок от Ford Pinto был еще доработан. Мощность доведена до 300 лошадиных сил, а масса снижена до 69 килограммов. Стандартные показатели родного мотора Ford Pinto скромнее: 88 л.с. и 188 кг. Почти троекратное улучшение по этим показателям!
Чтобы доказать миру прочность пластиковых двигателей, Хольцберг подписал соглашение с одной из гоночных команд International Motor Sports Association Camel Lights. Финансовая поддержка со стороны Amoco Chemical пришлась как нельзя лучше. Единственным провальным моментом в шести гонках 1984 и 1985 годов стал отказ шатунов. Деталь поставлялась сторонним производителем.
Несмотря на успех, разработками Хольцберга мало интересовались. Некоторое внимание проявляла компания Ford, однако ни к чему конкретному это не привело. Тем временем ученый начал использовать новые материалы. Например, фенольные смолы. Генри Форд использовал их для связывания волокон сои в своем экспериментальном кузове. Матти Хольцберг считал свое изобретение нормальным эволюционным явлением, когда автомобильная индустрия переходила от дерева, металла и стали к алюминию и новым пластикам.
По заявлению самого инженера, использование пластиковых деталей позволяет снизить массу алюминиевого двигателя примерно на 30%. Однако в борьбе за проникновение на массовый рынок вовсе не эффективная диета может стать залогом успеха. Пластиковые детали дешевле алюминиевых, а это уже более веский довод в головах боссов автомобильных гигантов.
Несмотря на многочисленные преимущества пластиковых двигателей, пока никто не рискует ставить их на конвейер. Мешает, прежде всего, консерватизм как производителей, так и покупателей, которые пока тоже не верят в то, что пластиковый двигатель может быть надежным. Прочность, надежность, долговечность и отказоустойчивость двигателей из композитных пластиков все еще необходимо проверять.
Однако на данный момент уже объявился главный партнер Polimotor. Это Huntsman Corporation. Вице-президент компании Джеймс Хантсмен уверен, что в ближайшем будущем мы увидим серийные двигатели, в которых большая часть деталей будут пластиковыми. Возможно, до полного перехода на электромоторы мы еще сможем поездить на новом поколении автомобилей, чья силовая установка будет собрана из композитных материалов.
