Τι είναι το Monocoque;

Στην κατασκευή, το monocoque είναι η μέθοδος χρήσης της εξωτερικής κατασκευής για τη στήριξη του φορτίου. Το όνομα κυριολεκτικά σημαίνει “μονό κέλυφος” και αναφέρεται στην κατασκευή ενός εξωτερικού πλαισίου σε μια ενιαία μονάδα. Οι εναλλακτικές ονομασίες αυτής της μεθόδου περιλαμβάνουν unibody, unitary structure και structural skin. Είναι χρήσιμο για τη σημαντική μείωση του βάρους ενός αντικειμένου διατηρώντας παράλληλα τη δύναμή του. Ο σχεδιασμός μιας μονάδας χρησιμοποιείται ευρέως σε σασί αυτοκινήτων, γάστρα σκαφών και ατράκτους αεροπλάνων.

Τα μονοκόκ χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στα αυτοκίνητα, αλλά αναπτύχθηκαν εκτενώς από την αεροναυπηγική βιομηχανία. Πριν από τη δεκαετία του 1930, τα περισσότερα αεροπλάνα κατασκευάζονταν με πλήρες εσωτερικό πλαίσιο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια βαριά άτρακτο. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία επέτρεψαν τη χρήση ελαφρύτερων και ισχυρότερων υλικών για την επιφάνεια του αεροσκάφους που θα μπορούσαν να μεταφέρουν ακόμη το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου. Το πιο ανθεκτικό εξωτερικό αντικατέστησε τελικά το βαρύ πλαίσιο.

Η προσαρμογή του πλαισίου μονοκόκ επηρεάστηκε περαιτέρω από την ανάπτυξη κινητήρων υψηλής απόδοσης. Αυτοί οι κινητήρες ήταν ικανοί να φτάσουν σε μεγαλύτερες ταχύτητες και μεγαλύτερα υψόμετρα. Αυτό δημιούργησε την ανάγκη για αεροπλάνα που θα μπορούσαν να αντέξουν αυξημένη ταχύτητα και πίεση στην καμπίνα. Το δομικό δέρμα από αλουμίνιο βρέθηκε ότι είναι κατάλληλο για τις προαναφερθείσες συνθήκες και ενσωματώθηκε στα περισσότερα σχέδια αεροσκαφών.

Υλικά όπως υαλοβάμβακα και ανθρακονήματα είναι τυπικά εξαρτήματα σε μονόκοκ κουφώματα υψηλής ποιότητας. Τα υλικά έχουν σχετικά υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος, καθιστώντας τα κατάλληλα για ελαφριά οχήματα όπως ποδήλατα, ανεμόπτερα, σκάφη και αγωνιστικά αυτοκίνητα. Η ικανότητά τους να προσαρμόζονται σε εκλεπτυσμένα σχήματα τα καθιστά επίσης ιδανικά για μονοκόκ κατασκευή.

Τα κτίρια μπορούν να ενσωματώσουν διάφορες αρχές μονοκόκ αρχιτεκτονικής στο σχεδιασμό τους. Παρέχει περισσότερο χώρο στο εσωτερικό της κατασκευής αφαιρώντας τους φέροντες στύλους. Οι κατασκευές μπορούν επίσης να κατασκευαστούν με σχετικά λιγότερα υλικά. Οι θόλοι και άλλες πολύπλοκες κατασκευές πραγματοποιούνται με την εφαρμογή των ίδιων τεχνικών.

Τα κοχύλια Monocoque έχουν ένα πρόσθετο πλεονέκτημα ότι αυξάνουν τον βαθμό ασφάλειας στα αυτοκίνητα. Η κατασκευή μιας μονάδας απορροφά αποτελεσματικά την κρούση και διαχέει την ενέργεια γύρω από το πλαίσιο. Στους αγώνες Formula 1™, το πιλοτήριο του αυτοκινήτου λειτουργεί ως μια ισχυρή μονοκόκ κατασκευή. Κάνει τον οδηγό πιο πιθανό να επιβιώσει από ατυχήματα που μπορεί να συμβούν σε έναν αγώνα.
Το αυγό είναι ένα τέλειο παράδειγμα μονοκόκ στη φύση. Το σχήμα και το κέλυφός του δίνουν στο αυγό άφθονη συγκεκριμένη αντοχή. Αντίθετα, το εύθραυστο κέλυφος απεικονίζει το κοινό μειονέκτημα στη χρήση μονοκόκ σχεδίου.
Δεδομένου ότι ένα μονοκόκ σώμα βασίζεται κυρίως στη συνεχή επιφάνεια για τη μεταφορά του φορτίου, οποιαδήποτε ζημιά στο εξωτερικό μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ακεραιότητα της κατασκευής. Οι επισκευές και οι τροποποιήσεις είναι συχνά δύσκολες, καθώς το σώμα δεν είναι γενικά κατασκευασμένο από ανταλλακτικά. Ορισμένα αεροπλάνα αντισταθμίζουν αυτό χρησιμοποιώντας μια ημι-μονόκοκ άτρακτο και ενισχύοντας ευάλωτα μέρη.