모노코크

Monocoque
나무껍질 구조의 Deperdussin 모노코크

모노코크(/mmnnəkkk, -kokokk/)는 구조 표면이라고도 하며, 계란 껍질과 유사한 방식으로 하중이 물체의 외부 표면에 의해 지지되는 구조 시스템입니다.모노코크라는 단어는 프랑스어로 "싱글 셸"[1]을 의미합니다.

보트에 [2]처음 사용되는 진정한 모노코크는 피부 내부에 인장력과 압축력을 모두 전달하며, 하중을 운반하는 내부 프레임이 없어도 알 수 있습니다.표면에 리벳을 박은 금속껍질이나 판재를 사용하기 때문에 제분된 외피를 가진 금속 항공기 이외에는 순수 모노코크로 엄밀하게 볼 수 있는 금속 항공기는 거의 없지만, 대부분의 목제 항공기는 프레임도 포함하지만 모노코크로 묘사된다.

반면 세미 모노코크는 인장 응력 피부와 롱고론, 리브 또는 [3]프레임으로 구성된 압축 구조를 결합한 하이브리드입니다.실제 모노코크와 혼동하지 않는 다른 반 모노코크에는 복합 재료인 차량 유니바디와 압력 안정화된 팽창식 셸 또는 풍선 탱크가 포함된다.

항공기

LFG 롤랜드 CII 나무 위켈럼프 모노코크 동체 장착
제플린 D.I, 최초의 올메탈 모노코크 항공기 제작

초기 항공기는 일반적으로 나무 또는 강철 튜브로 된 프레임을 사용하여 제작되었으며, 그 프레임은 아일랜드 린넨이나 [5]면과 같은 직물로[4] 덮을 수 있었다.이 직물은 장력에는 약간의 구조적 기여를 했지만 압축에는 전혀 기여하지 않았으며 공기역학적인 이유만으로 존재했습니다.모노코크 구조는 단순히 부품의 합계가 아닌 전체 구조를 고려함으로써 피부와 프레임을 단일 하중 지지 쉘에 통합하여 강도 및 무게를 크게 개선했습니다.

조개껍질을 만들기 위해 얇은 나무 조각들을 3차원 모양으로 적층했는데, 이는 선체 구조에서 채택된 기술이다.가장 초기의 예 중 하나는 1912년 Deperdussin 모노코크 레이서입니다. 이 레이서는 접착된 포플러 베니어 3층으로 이루어진 적층 동체를 사용했는데, 이 동체는 외부 표면과 [6]주요 하중 지지 구조를 모두 제공했습니다.이것은 또한 표면이 더 매끄러워지고 끌림이 매우 효과적으로 감소하여 대부분의 [6]레이스에서 우승할 수 있었다.

이러한 건축 양식은 독일에서 LFG 롤랜드에 의해 개발되었으며, 이후 여러 전투기에 사용된 Phalz Flugzzeugwerke에게 허가된 특허받은 비켈럼프(몸체를 감싼 형태)를 사용했다.동체 껍데기의 각 반쪽은 두 겹의 합판을 사용하여 수컷 틀 위에 형성되었으며, 그 사이에 천을 감싼다.사용된 초기 합판은 습기와 [7]박리로 인해 손상되기 쉬웠습니다.

Junkers J 1과 같은 전금속 항공기는 1915년 초에 등장했지만, 이것들은 모노코크가 아니라 밑바탕에 금속 외피를 추가했다.

최초의 금속 모노코크는 클라우디우스 도르니에가 제플린-린다우에서 [8]일하던 중 만들었다.그는 여러 가지 문제를 극복해야 했는데, 특히 알루미늄 합금의 품질이 구조 재료로 사용할 수 있을 만큼 강했기 때문입니다. 알루미늄 합금은 균일한 [8]재료를 사용하는 대신 층을 형성하는 경우가 많았습니다.몇 개의 부품이 모노코크인 몇몇 대형 비행선에서 실패한 후, 그는 모노코크 동체를 시험하기 위해 Zeppelin-Lindau V1을 만들었습니다.비록 추락했지만, 그는 그것의 건설에서 많은 것을 배웠다.도르니에-제플린 D.나는 1918년에 제작되었고 전쟁 중 운용서비스는 너무 늦었지만 금속 모노코크 항공기는 생산에 들어간 [8][9]최초의 항공기였다.

도르니에와 비슷하게, 제플린은 또한 아돌프 로르바흐를 고용했는데, 그는 1920년[10] 제플린-스타켄 E-4/20이 최초로 다연장 모노코크 여객기가 되었지만, 국제 연합 위원회의 명령으로 파괴되었다.세계 1차 대전 말기, 국제 연합 기술 위원회는 모노코크 구조를 보여주는 마지막 제플린-린다우 비행선에 대한 세부 정보를 발표했습니다.영국에서는 오스왈드 쇼트가 1920 Short Silver Streak을 시작으로 금속 모노코크 동체로 여러 대의 실험 항공기를 제작하여 항공부가 목재에 대한 우월성을 인정받았습니다.장점에도 불구하고 알루미늄 합금 모노코크는 1930년대 중반까지 보편화되지 않았습니다. 설계 보수주의와 생산 설정 비용을 포함한 여러 가지 요인 때문입니다.결국 금속 선체가 나무 선체처럼 물을 흡수하지 못해 성능을 크게 향상시킨 일련의 비행선으로 이 공법의 장점을 입증할 수 있을 것이다.미국에서 Northrop은 그의 회사와 더글러스가 Northrop Alpha에 사용한 기술을 소개한 주요 선구자였다.

차량

경주용 자동차

1981 McLaren MP4/1, 카본 파이버 복합 모노코크 탑재

자동차 경주에서 운전자의 안전은 차체에 달려 있으며, 이는 엄격한 규정을 충족해야 하며, 모노코크 [11][12]구조로 제작된 차량은 극소수에 불과합니다.1962년형 Lotus 25 Formula 1 경주용 자동차에서 알루미늄 합금 모노코크 섀시가 처음 사용되었으며, 1981년형 McLaren MP4/1의 모노코크를 만들기 위해 탄소 섬유 강화 폴리머를 최초로 사용했습니다.1990년에 Jaguar XJR-15는 탄소 섬유 모노코크를 [13]장착한 최초의 생산차가 되었습니다.

로드 카

GAZ M-72는 세계 최초의 모노코크 4륜구동(1955년)이다.[citation needed]

모노코크라는 용어는 유니바디 자동차를 가리키는 말로 자주 오용됩니다.상업적 차체를 monocoques을 가지고 있지만 피부 비교적 작은 힘 또는 딱딱함을 더해 주는 대신 차량 거의 힘을 제공하기 위해 상자 지역, 박사, 칸막이와 튜브 사용하는 unibody 시스템(또한 단일 건설, 단일 body–chassis 또는 body–frame 통합 구조로 언급했다)[14] 쓰는 것은 사실 거의 없다.[15]

장갑차

일부 기갑 전투 차량은 차체를 프레임에 부착하는 대신 차체를 장갑판으로 조립한 모노코크 구조를 사용합니다.이렇게 하면 일정량의 갑옷에 대한 무게가 줄어듭니다.예를 들어 독일제 TPz Fuchs 및 RG-33이 있습니다.

이륜차

프랑스의 사업가이자 엔지니어인 조르주 로이는 1920년대에 경직성이 결여된 당시의 자전거에서 영감을 받은 오토바이 프레임을 개선하려고 시도했다.이로 인해 처리 능력이 제한되고 성능이 저하되었습니다.그는 1926년에 특허를 출원했고 1929년 파리 자동차 쇼에서 1930년형 마제스틱이라고 불리는 그의 새로운 오토바이를 선보였다.새로운 형태의 모노코크 차체는 그가 해결한 문제를 해결했으며, 보다 나은 강성과 더불어 프레임과 차체가 요소로부터 어느 정도 보호되었기 때문에 이중으로 작동했습니다.엄밀히 따지면, 박스 섹션의 프레스 스틸 프레임에 가까웠으며, 이중 사이드 레일이 크로스 멤버를 통해 리벳으로 고정되었으며, 플로어 팬과 리어 및 프론트 벌크헤드가 [2]사용되었습니다.

Piatti 라이트 스쿠터는 1950년대에 시트 강철 프레스(sheet-steel pressing)를 용접한 모노코크 중공 쉘을 사용하여 제작되었으며, 엔진과 변속기가 아래에서 장착되었습니다.

야마하 MF-1

기계는 옆으로 기울어져 볼트가 달린 발판 위에 놓여 기계적으로 접근할 [16]수 있다.

1968년 오사 250cc 그랑프리 레이서

모노코크 프레임 스쿠터는 1960년부터 1962년까지 야마하에 의해 제작되었다.모델 MF-1은 [17]3단 변속기와 연료 탱크가 프레임에 내장된 50cc 엔진에 의해 구동되었다.

모노코크 프레임 오토바이는 1967년 그랑프리 모터사이클 레이싱 [18]시즌을 위해 스페인 제조업체 오사에 의해 개발되었다.싱글 실린더 오사는 경쟁 차종보다 20마력(15kW)이 적었지만, 45파운드(20kg) 가벼워졌고 모노코크 프레임은 기존 오토바이 프레임보다 훨씬 단단해 [18]경주 트랙에서 뛰어난 민첩성을 제공했습니다.오사는 1970년 맨섬TT에서 열린 250cc급 이벤트 도중 충돌사고로 사망하기 전까지 모노코크 바이크로 4차례 그랑프리 레이스를 우승해 오사카 공장이 그랑프리 [18]대회에서 탈락했다.

Eric Offenstadt와 Dan Hanebrink와 같은 유명한 디자이너들은 1970년대 [19]초에 레이싱을 위한 독특한 모노코크 디자인을 만들었습니다.1973년 아일랜드 오브 맨 TT 레이스의 F750 이벤트는 피터 윌리엄스가 노튼 [20][21]특공대를 기반으로 디자인하는 데 도움을 준 모노코크 프레임의 존 플레이어 스페셜에서 우승했습니다.혼다는 1979년 [22]모노코크 그랑프리 경주용 오토바이인 NR500도 실험했다.이 자전거는 타원형 실린더를 가진 엔진을 포함한 다른 혁신적인 기능을 가지고 있었고, 결국 너무 많은 새로운 기술을 동시에 개발하려는 시도와 관련된 문제에 굴복했다.1987년 John Britten은 무게가 12kg(26파운드)에 [23]불과한 복합 모노코크 섀시를 특징으로 하는 Aero-D One을 개발했습니다.

2000년부터 양산형 오토바이에 최초로 알루미늄 모노코크 프레임이 채용된 것은 가와사키사의 ZX-12R의 [24]대표 스포츠 바이크로, 생산 속도가 가장 빠른 오토바이를 목표로 하고 있습니다.2000년 Cycle World는 이를 "단일 대직경 빔" 및 "주물과 판금 스탬프의 조합으로 제작됨"[25]이라고 표현했습니다.

카본 파이버 자전거의 싱글피스 프레임은 모노코크라고 불리기도 합니다.다만,[26] 대부분이 프레임 구조를 형성하기 위해서 컴포넌트를 사용하고 있기 때문에, 모노코크가 아니고, 페달 사이클 업계에서는 계속 프레임 세트라고 부르고 있습니다.

로켓

팔콘 1호 로켓 1단

Atlas나 [28]Falcon 1과 같은[27] 다양한 로켓이 압력 안정 모노코크 디자인을 사용해 왔습니다.아틀라스는 구조 지지대의 상당 부분이 내부 압력에 의해 가속되는 동안 형태를 유지하는 단벽 강철 풍선 연료 탱크에 의해 제공되었기 때문에 매우 가벼웠다.풍선 탱크는 진정한 모노코크는 아니지만 팽창식 포탄과 같은 방식으로 작동합니다.벌룬 탱크 스킨은 고체 프레임에 의해 브레이스된 세미 모노코크와 유사한 방식으로 내부 액체 압력에 의해 압축이 저항되는 동안 인장력만 처리합니다.이는 내부 압력이 상실되고 구조물이 붕괴될 때 명백해진다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

Wikimedia Commons에는 모노코크와 관련된 미디어가 있습니다.

인용문

  1. ^ 메리엄 웹스터 사전, 2011
  2. ^ a b Garson, Paul (May–June 2018). "Art Deco on Wheels: 1930 Majestic". Motorcycle Classics. Retrieved October 6, 2018.
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  10. ^ 하다우, 그로즈, 1988, 289–293페이지
  11. ^ [1] 모노코크 – 서바이벌 셀, 테크니컬 F1 사전
  12. ^ [2] 수동적 자동차 안전, Steven De Groote, 2006년 3월 26일
  13. ^ "1991 Jaguar XJR-15".
  14. ^ 2011년 1월 1일자 NAAA 구조 손상 정책, 2012년 3월 29일 검색
  15. ^ 앨런, 롭킬린 차량 접근 날짜:2014년 10월
  16. ^ 모터 사이클, 두 페이지 도로 주행 테스트, 1957년 3월 7일, 페이지 298-299.2019년 6월 15일 접속
  17. ^ 1960 MF-1 yamaha-motor.com 2021년 3월 23일 취득
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  20. ^ F750 레이스 결과 iomtt.com.2019년 12월 27일 취득
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  27. ^ Wade, Mark. "Encyclopedia Astronautica – Atlas". Archived from the original on August 14, 2008. Retrieved 14 November 2011.
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참고 문헌

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  • Megson, T.H.G. (1972). Aircraft Structures for Engineering Students. London: Edward Arnold Publishers LTD. ISBN 0-7131-3393-7.
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  • "Monococque definition". Merriam-Webster Dictionary. Encyclopædia Britannica. 26 September 2011.
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  • Unknown (1912). "unknown". Aeronautics (October): 112. {{cite journal}}:Cite는 일반 제목(도움말)을 사용합니다.