הכתבה פורסמה במגזין אוטו בגיליון 219.
מרכב הרכב הוא הקנקן האולטימטיבי-הרושם הראשון הנוצר בראותנו מכונית, נובע ממראהּ, יותר מאשר מצליל מנועה, מהירותה או ריח מפלטיה. בתערוכות הרכב, שם נחשפים הדגמים העומדים לצאת לשוק והמגמות העתידיות, מוצגות המכוניות כשהן דוממות וסטטיות, כשרק עיצובן מדבר. מאז תחילת דברי ימי המכוניות, וברגע שהטכנולוגיה אפשרה זאת, כפי שנראה בהמשך, ניסו כל היצרנים לבדל את מרכולתם מזו של יריביהם, אף כי יש מספר דוגמאות לא קטן לנכונות האמרה כי ^חיקוי הוא המחמאה הטובה ביותר^.
מרכב המכונית הוא החלק העליון והיפה, בעוד שהשלדה היא החלק התחתון והסמוי. בסדרת הכתבות שלפנינו, נבדוק את התפתחות השתיים האלה בנפרד, עד לאיחודן, נבחן סוגיות אווירודינמיות, עיצוביות, נלמד על פרמטרים בתכנון ומושגים המופיעים במפרט הטכני שבעלון המופק על ידי היבואן, נדון בסוגי מרכבים ושלָדות, חומרים, תהליכי יצור, צבע ושיפורים שונים הנעשים ותועלתם.
השלדה והמרכב, כמו הצמיגים, אינם זוכים להכרה לה הם ראויים, כמו המנוע,למשל. די לנו לראות כיצד מתייחסים קונים פוטנציאליים לתוצאות בדיקת רכב לפני קנייה, בתשומת הלב היתרה הניתנת למצב המנוע, בר ההחלפה, לעומת תשומת הלב המזערית למצב השלדה והמרכב, אותם לא ניתן להחליף. אך לכך נגיע מאוחר יותר.
דברי הימים
קוראי המדור הנאמנים (אם יש כאלה...) בוודאי שמו לב כי כל נושא חדש נפתח בסקירה היסטורית. ודווקא בתחום זה, הסקירה חשובה שבעתיים, שכן מסתבר כי בתחום המרכב והשלדה, כמעט כל תהליך וחומר נוסה כבר עד שנת 1920, כולל טכנולוגיה של הדבקה. מעט מאד מטכנולוגיות הייצור והחומרים היום הן מהפכניות ביחס לתחילת המאה ה-20, ואם היו כאלה שנוסו ולא צלחו אז, הרי נבע הדבר מחוסר בשלות טכנית ולא משמרנות מחשבתית.
הבעיה שעמדה בפני מהנדסי המרכב והשלדה בתחילת הדרך הייתה חוסר מידע מהעבר. אמנם, בסיס המרכב כקופסא שנועדה לתת את מירב הנוחות לנוסעים, נותר כשהיה מעידן הכרכרות, אך המהירויות והכוחות שהתפתחו במכוניות החדשות, גם אלה בעלות מנועים של 15 כ^ס, היו מעל לסיבולתם של תאי הנוסעים בכרכרות.
תחילת הדרך הייתה שמרנית: תהליכי הייצור לתאי הכרכרות הותאמו למרכבים החדשים. החומר העיקרי בשימוש היה עץ, שתחת לחץ וחום של קיטור, עוּוָת ללוחות בעלי עקימות מוגבלת ופשוטה בלבד. תהליך זה הביא לכך שרוב המכוניות באותה תקופה, סוף המאה ה-19 והשנים הראשונות של המאה ה-20, נראו דומות מדי זו לזו. גם השלדה הייתה עשויה מעץ, וחלקיה חוברו זה לזה בהדבקה. יוצאת מגדר הרגיל, אפילו אז, הייתה מכונית ה^הוגו^, שהוצגה ב-1897 עם מרכב קלוע מ...נצרים.
ב-1900, הגיע טכנולוגיית ייצור לוחות פלדה דקים לבשלות שאפשרה אימוצה לתעשיית הרכב. חיבור באמצעות סמרור ותהליכי עיצוב תחת לחץ הביאו להצגת מכונית בעלת עיצוב שונה כבר ב-1901. היה זה דגם ה^איסטמן סטימר^, ושנה אחר כך הוצגה ה^מרמון^, שהתהדרה בלוחות אלומיניום. הראשונה שימשה את ^פשוטי העם^, הגם שבעלי מכונית אז בוודאי לא היו כאלה, ואילו השנייה נשמרה לעשירים, בשל עלות האלומיניום הגבוהה. שתיהן, אגב, היו בעלות שלדת עץ וקורות עץ למרכב, אליהן סומררו לוחות המתכת. הבעיה במבנה זה הייתה שהעץ לא העניק את הקשיחות המספקת, ועם השיפור במנועים, התעוותו המרכבים בקול מחאה צורמני תחת עומסי הנסיעה.
ב-1902 הוצגה הקאדילק הראשונה, ולה כנפיים מ...עור. תשע שנים מאוחר יותר, הוחל בחיזוק קורות העץ על ידי חיזוקי מתכת, שהביאו לכינוי ^עץ משוריין^ למבנה המכונית. הדגם הראשון שהוצג ב-1911, ה^האפמוביל^ של אדוארד באד, גם קבע את תצורת המרכב לשנים הבאות: מרכב פתוח. רוב מוחלט של המכוניות בתקופה זו היו בעלות מרכב פתוח, ללא הגנה על הנוסעים מפגעי מזג האוויר, שכן ייצור מכונית סגורה היה יקר בכ-20 אחוזים מייצור מכונית פתוחה. כך גם החלה להתפתח תעשיית שיפורי הרכב: יזמים רבים הרוויחו כסף רב מהתקנת תאים סגורים למכוניות, אם קשיחים ואם מבד, כמו גם מגגות מתקפלים.
רק לאחר מלחמת העולם הראשונה, הצליח באד להקטין את עלויות הייצור של המכונית הסגורה, וכך הציגה דודג' ב-1919 את מכונית הסדאן הראשונה, שקורותיה ולוחות הצד שלה מפלדה. שתי דלתות שנפתחות על צירים היו הסטנדרט כבר ב-1905, וארבע דלתות החל מ-1913. ולסיכום החלק הראשוני, שהרי ההיסטוריה, מטבעה, חוזרת ועוד תחזור בהמשך פרקנו, אם במרצדס וסוואטש חושבים שהם המציאו את המכונית המודולרית עם הסמארט בעלת הפאנלים המתחלפים, וסיטרואן בטוחים בחדשנותם עם ה^פלוריאל^ בעלת חמשת המרכבים, אזי נכונה להם אכזבה: ב-1922 הציג ג'יי-ג'יי מקגוויאר מכונית, שבתוך מספר דקות ניתן היה לנתק את מרכבה משלדתה, ולהחליפו באחד מהמרכבים האחרים: לימוזינה, 4 דלתות סדאן, 4 דלתות פתוחה, 2 דלתות קופה או 2 דלתות רודסטר.
סולם יעקב
התפיסה שנהגתה בתחילת הדרך נגזרה ממבנה כל חי: שלד המחזיק את כל המערכות האחרות. והתפיסה הזו דגלה בשלדת סולם, כשמה כן היא. שתי קורות אורכיות, המחוברות ביניהן בקורות רוחב. הקורות האורכיות נושאות את עיקר עומס משקל הרכב והכוחות האורכיים המתפתחים בתאוצה ותאוטה, בעוד שקורות הרוחב נושאות בעומס כוחות הצד ומוסיפות קשיחות כנגד פיתול, הגם שלא בצורה מספקת. הפיתול הוא אחת התופעות הבעייתיות לטיפול בדינמיקה של הרכב. כל מהמורה שהרכב מתָקל באופן שאינו זהה בשני הגלגלים על אותו ציר, או בין שני הצירים, גורמת לפיתול. ככל שהשלדה קשיחה יותר, הפיתול ייבלם, אלא שבדרך כלל, משמעות הקשיחות היא תוספת משקל. החיסרון העיקרי של שלדת הסולם הוא משקלה הרב, בעוד שעמידותה בפני פיתול מוגבלת למדי. בנוסף, הואיל והשלדה נפרדת לחלוטין מהמרכב, נוצרו שתי יחידות הפועלות בנפרד כנגד המאמצים המתפתחים, והגיאומטריה הדו-ממדית של שלדת הסולם לא התמודדה היטב עם כוחות שלא היו במישורה. יחד עם זה, ייצורה זול באופן יחסי, וחיבור המרכב אליה נעשה באמצעים פשוטים וזולים.
החומר המשמש לשלדת הסולם הוא פלדת פחמן פשוטה, העוברת טיפול תרמי להקשייתה והקשחתה. כאשר נוצר צורך לחבר חלקי קורה אורכית, החיבור נעשה, בדרך כלל, במסמרות, ולעיתים בריתוך. הואיל ושלדה זו הייתה הנפוצה ביותר מתחילת דברי ימי הרכב ועד לשנות ה-60, ומאז עדיין משמשת ברכבי שטח, משאיות ואוטובוסים, הצורך בחומר זול וחזק הוביל את הבחירה בפלדה זו. עם התפתחות מדע המתכות, יוצרו פלדות חזקות יותר, על ידי הוספת חומרים שונים (מנגן, מוליבדן, זרחן, גופרית, ניקל, כרום, טיטניום ועוד), כך שניתן היה לרדת במידות הקורות ולהקטין את המשקל הכולל של השלדה.
צינור דוד
כמו ברבים מהשיפורים ברכב הנוסעים, המקור היה מרוצי המכוניות. מהנדסי מכוניות המרוץ חיפשו דרך להתמודד עם הכוחות המרחביים שהרכב נאלץ לסבול, וחיפשו מבנה מרחבי, קל משקל וחזק. הדוגמא הקלאסית שעמדה לנגד עיניהם הייתה מבנים ארכיטקטוניים, בעיקר גשרים, הבנויים משלדת צינורות עגולים, בתצורה הקרויה ^מִסְבך^. המסבך הוא אוסף משולשים המורכבים מצינורות המרותכים זה לזה. ובוודאי תשאלו: מדוע צינורות ומדוע דווקא משולשים?
צינור הוא האלמנט בעל יחס משקל-חוזק הטוב ביותר לכוחות לחיצה ומתיחה, והוא עמיד היטב גם בפיתול ובכפיפה. למרות יתרונות אלה, לעיתים נעשה שימוש בקורות בעלות חתך רבוע או מלבני, משום פשטות חיבורן זו לזו. משולש הוא הצורה הטבעית החזקה ביותר, ומשמש כמכניזם נעול. שלא כמו מקבילית, שהפעלת כוח על אחד מקדקודיה או צלעותיה יגרום לתזוזת כל המבנה, המשולש אינו בעל יכולת תנועה, אלא אם כן אחת מצלעותיו נכנעה לכוח והתכופפה. בדרך הטבע, שלדה מסוג זה יקרה יותר לתכנון ולייצור, ואין תימה, לפיכך, כי תחילת השימוש בה היה במכוניות מרוץ. מזראטי טיפו 61, מיד לאחר מלחמת העולם השניה, הייתה הראשונה לעשות שימוש בתצורה זו, שנקראה בתחילה ^כלוב ציפור^. מבנה זה מחייב חיזוק של החלק שמתחת לדלתות, שכן המִפתח מחליש את המבנה. כאשר מרצדס אימצה את תצורת שלדת הצינורות לדגם המרוץ, ה- 300SLR בתחילת שנות ה-50, וממנו לרכב הכביש הראשון שנהנה משלדה זו, ה- 300SL ^כנפי שחף^, היו דלתות כנפי השחף בגדר אילוץ תכנוני, בשל מבנה השלדה. על מנת שלא לפגוע בחוסן השלדה, חיתוך הדלתות החל מעל לקו השלדה המחוזקת, ואלה הוארכו עד הגג, וכך נוצר אותו עיצוב מדהים, שבדיעבד הסתבר כי נכנס להיסטוריה של עיצוב הרכב.
למרות שמכוניות-על רבות היום משתמשות בתצורת שלדת הצינורות, החלק של תא הנוסעים מעוצב ונבנה בנפרד משלדת הצינורות, הנבנית רק עבור החלקים הקדמי והאחורי לצורך הוזלה ופשטות היצור והעיצוב. תא הנוסעים נבנה בשיטת התא האחוד (מונוקוק), בו נדון בכתבה הבאה. הבעיה בייצור שלדת הצינורות נובעת מכך שגם רובוטי ייצור מתקדמים, המבצעים כמעט את כל הריתוכים בתעשיית הרכב, לא מסוגלים לרתך היקף של צינור במלואו, ועל כן הייצור הוא ידני. שלדות כאלה ניתן למצוא בדגמי פרארי, למבורגיני, יגואר (ה- XJ220) ויצרנים קטנים יותר, כמו TVR, לוטוס, קייטרהם, מקלארן וכיוצא באלה מכוניות להמונים.
