Многие автовладельцы видели фото необычных колёс, у которых вместо привычных покрышек стоят пористые оболочки. Такие снимки не редкость на тематических интернет ресурсах. Это современные аналоги пневматической резины — безвоздушные шины. Они находятся в перспективной разработке с начала XXI века. Внешний вид колёс будущего далёк от эстетичности, но задумка инженеров вполне приемлема. Неужели прокол шины останется досадной неприятностью из прошлого? Скорее всего — да. В чём преимущества и недостатки безвоздушных колёс, как они появились и где уже применяются, об этом далее.
Видео:Безвоздушные шины: брать или подождать?Скачать
Особенности безвоздушных шин
Технологический прогресс не перестаёт удивлять население планеты. Участвуя в гонке за потребителя, инженеры и технологи стараются упростить эксплуатацию тех или иных предметов. Противоборство за покупателя присутствует и в производстве покрышек.
Сначала автовладельцев избавили от пневматических камер, и это внесло положительный аспект. А теперь, инженеры собираются дополнительно упростить жизнь водителям, избавив их от необходимости следить за давлением воздуха в шинах. В чём преимущества и недостатки безвоздушных колёс?
- шина обладает прекрасной эластичностью, что позволяет мягко преодолевать неровности;
- колесо обладает повышенной жизнестойкостью и готово к эксплуатации при ущербе в пределах 30%;
- автовладелец освобождается от обязанности следить за давлением воздуха;
- масса безвоздушного колеса гораздо меньше чем у его аналога из покрышки и диска;
- автомобиль меньше расходует топлива, так как неподрессоренная масса становится легче;
- так как автомобиль становится экономичней, то снижается загрязнение окружающей среды выбросами СО²;
- появится возможность менять протектор для различных условий эксплуатации.
- низкий предел скоростного режима, редко превышающий 80 км/ч;
- слишком высокий уровень шума, который ещё не удалось устранить инженерам;
- плохие: термостойкость и теплоотдача, которые проявляются на длительных дистанциях;
- невозможно регулировать пятно контакта давлением, например, для эксплуатации по пересечённым заболоченным, заснеженным и песчаным местностям;
- тема грузоподъёмности безвоздушных колёс пока не до конца раскрыта.
Что касается ценообразования, то этот пункт пока не входит ни в один из перечней: «+» или «-». Скорее всего, первые комплекты безвоздушных колёс будут существенно дороже пневматических аналогов. В последствии, возможно снижение цен на фоне насыщения рынка и удешевления производственных процессов.
Видео:Это Michelin Uptis — шины БЕЗ ВОЗДУХАСкачать
История появления
Острая необходимость в безвоздушных колёсах появилась у армии США. Дабы избавить бойцов от необходимости менять прострелянные или разорванные покрышки в бою и предоставить им возможность продолжать операцию, потребовались специальные колёса. Устаревший тип бронированных шин не редко выходил из строя.
Пентагон объявил конкурс на создание специальных колёс. Первенство разработчиков выиграла компания Resilient Technologies (США) и в 2002 году приступила к реализации идей. К 2007-му, был предоставлен образец специальных колёс под названием Resilient NPT (Non Pneumatic Tyre), что в переводе означает — непневматическая шина.
Необычные колёса произвели для бронемобиля HMMWV (Humvee) и протестировали на нём в 2009 году. Внешний облик огнеупорных шин в виде пчелиных сот, вызвал скептический интерес. Однако, идея была подхвачена производителями гражданских покрышек. Не откладывая в долгий ящик, версиями колёс будущего занялись такие корпорации, как:
- Michelin – модель Tweel (аббревиатура от слов tyre – покрышка и wheel – колесо);
- Hankook – модели I-Flex: Tiltread, eMembrane, Motiv и MagTrack;
- Bridgestone – колёса Air Free Concept, а также новый тип тонкой шины Ologic;
- Polaris – колёса TerrainArmor для квадроциклов.
Читайте также: Шина медная шмт 10х60 кратно 3м
Некоторые колёса ещё существуют в виртуальном пространстве, как например у компании Hankook. А, вот Polaris уже комплектует свои вездеходы Sportsman WV850 H.O., безвоздушными колёсами.
Видео:Michelin показала безвоздушную шину для серийных автоСкачать
Сферы применения безвоздушных колес
В данный момент, безвоздушные покрышки продолжают тестироваться на велосипедах, мототехнике и автомобилях. По мере испытаний, технологи дорабатывают качество шин. Продолжаются разработки колёс для грузового транспорта и самолётной техники. Но пока, массовой серийности безвоздушная технология не получила.
Стоимость одной шины около $ 2 000. Причём, разница между автомобильной и велосипедной покрышкой совсем незначительная. Исключение — серийные квадроциклы Polaris Sportsman WV850 H.O. Стоимость этой техники на $ 15 000 дороже, если она укомплектована колёсами TerrainArmor. Но, даже в развитых странах ценник за 4 безвоздушные покрышки считается сильно высоким.
Также, колёса с сотами можно встретить на малолитражных автомобилях Volkswagen Up. С 2012 года, Компания Michelin продаёт модель шин Tweel производителям: погрузчиков, строительной и сельскохозяйственной техники. Кроме того, французский концерн заключил договор с агентством NASA и будет комплектовать марсоходы и луноходы безвоздушными покрышками.
Видео:Безвоздушные шины Britek для автомобиля и велосипедаСкачать
Как устроена безвоздушная шина
Безвоздушное колесо отличается по конструкции от пневматического, но крепится к ступице аналогичным способом – на болты (гайки). Сердцевина может быть из металла или углеродного волокна. От обода к протектору выстроена конструкция сот. Форма сот может иметь несколько вариаций исполнения: спицы, сеточка, шестиугольники, волна и другое. В качестве материала, для изготовления колёс будущего используется: стекловолокно, углеродные нанотрубки и кевлар. Поэтому, стоимость шин остаётся дорогой.
Видео:НЕПРОКАЛЫВАЕМАЯ ШИНА от ГАРАЖ54Скачать
Типы конструкций
Безвоздушные колёса делятся на 2 категории: закрытые и открытые. Закрытый тип практически не отличить от стандартных пневматических аналогов. Вместо воздуха, полость наполнена стекловолокном. Но, любопытство социума вызывает открытый тип колёс. Именно за ним стоит будущее. Эти шины легче закрытых аналогов, а для производства требуется меньшее количество материалов.
Резюме. Технология безвоздушных колёс достаточно интересная и уже заинтересовала многие корпорации производителей техники, включая NASA. Со временем, идея будет внедрена повсеместно. Российские производители шин, ещё не приступили к разработке колёс будущего.
Видео:Почему мы не используем безвоздушные шиныСкачать
Безвоздушные шины: перспективный курьез
Общий облик автомобильного колеса с центральным диском и шиной, заполненной воздухом, сформировался достаточно давно и подтвердил свою эффективность. Однако регулярно предпринимаются попытки кардинальной перестройки такой конструкции с целью повышения ее технических или экономических характеристик. Определенной популярностью в этом контексте пользуется т.н. безвоздушная шина с упругими элементами и без сжатого газа..
Долгая история
Первые варианты безвоздушных шин появились едва ли не в начале прошлого века. Зачастую поводом к появлению таких проектов становился дефицит материалов. Конструкторы пытались заменить труднодоступную и недешевую резину более выгодным деревом или металлом. К настоящему времени проблема дефицита была решена, и новые проекты связаны только с желанием повысить характеристики ходовой части.
Ранние проекты безвоздушных шин чаще всего предлагали металлический диск и внешний обод с протектором, соединенные набором пружин разных форм и конфигураций. В разное время использовались цилиндрические или листовые пружины. Такие конструкции в целом решали поставленные задачи, но получались слишком сложными и неудобными в эксплуатации. Как следствие, они не шли в крупную серию и не получали широкого распространения.
Читайте также: Шины в рассрочку в витебске без банка
Относительный успех пришел к безвоздушным шинам только с развитием космических программ. Оказалось, что планетоходы по типу советского «Лунохода» или американского LRV следует оснащать колесами без камер и воздуха. Так, изделие LRV из состава системы Apollo получило упругую шину из металлической сетки с приклепанным протектором. Такая конструкция была легкой, гасила удары, не требовала обслуживания и отличалась высокой живучестью.
Часть конструкций безвоздушных шин на тех или иных этапах привлекла внимание военных и даже дошла до полигонных испытаний. В последние годы вновь наблюдается интерес к таким разработкам, причем речь идет не только о проектах для армий. Ведущие производители шин рассматривают безвоздушную конструкцию в качестве реальной альтернативы традиционным колесам.
Впрочем, до сих пор ни один из известных образцов не дошел до массового производства и эксплуатации в военной или гражданской сфере. Революции в области ходовых частей мешают объективные факторы.
Современные образцы
Рассмотрим некоторые современные конструкции безвоздушных шин, созданные в последние десятилетия. Так, в прошлом широкую известность получил проект Airless:Resilient NPT компании Resilient Technologies. Он разрабатывался с 2002 г. и дошел до испытаний в конце десятилетия. Используя современные полимерные материалы, недоступные в далеком прошлом, американские инженеры смогли создать весьма интересную конструкцию.
Шина Airless:Resilient NPT является единой конструкцией, включающей центральный диск для монтажа, внешний обод с протектором и особый каркас между ними. Последний выполнен в виде решетчатой структуры из неправильных шестиугольников и трапеций. Вес автомобиля распределяется между относительно жестким ободом и решеткой. При этом упругость конструкции позволяет гасить удары.
В ходе испытаний удалось показать, что шина Airless:Resilient NPT по амортизации сопоставима с традиционной пневматической. Она не боится проколов и может использоваться при повреждении 30% элементов каркаса. Также был получен небольшой выигрыш в массе. Тем не менее, изделие было достаточно сложным в изготовлении, требовало особых материалов и имело ряд других недостатков. Вследствие этого шины от Resilient Technologies до сих пор не попали в армию.
В 2005 г. компания Michelin представила концепт шины Tweel (Tire + Wheel). В этой конструкции центральный диск и внешний обод соединяются при помощи V-образных «спиц», проходящих по всей ширине шины. Разработчик говорил о сокращении массы в сравнении с традиционными изделиями, увеличении ресурса и т.д.
После испытаний и доводки шина Tweel получила развитие. Появились модификации этого изделия под технику разных классов. В 2012 г. начались поставки таких шин, предназначенных для строительной и сельскохозяйственной техники. В дальнейшем появились новые модели такой продукции с иной конфигурацией упругих элементов.
Свой вариант безвоздушной шины имеет и компания Bridgestone. Она предлагает соединять диск и обод изогнутыми «спицами», расположенными крест-накрест. Такая амортизация позволила повысить упругость при сохранении прочих характеристик. Однако готовые образцы имели ограниченную грузоподъемность, уменьшавшую сферы применения.
Известны и другие варианты безвоздушных шин разного рода, дошедшие до испытаний или даже до производства. Поиск новых решений продолжается. Конструкторы пробуют разные материалы, конфигурации упругих элементов и т.д. Впрочем, имеют место лишь ограниченные успехи.
Читайте также: Шина зимняя maxtrek r16
Плюсы и минусы
Безвоздушная шина с интегрированными упругими элементами имеет несколько важных преимуществ перед традиционным пневматическим колесом. Именно они обуславливают повышенный интерес к таким конструкциям, наблюдаемый до сих пор.
Главный плюс – повышенная живучесть. Безвоздушная шина не имеет воздушной камеры и не боится проколов. Ей также не страшны боковые удары. В зависимости от архитектуры, сохраняется работоспособность даже при серьезных повреждениях несущей структуры. Отсутствует необходимость в подкачке и отслеживании давления, что упрощает эксплуатацию. Имеется возможность отказа от крупного и относительно тяжелого диска колеса. В итоге колесо в сборе получается легче, что сокращает неподрессоренную массу.
Однако имеется ряд проблем, из-за которых подобные шины не получают распространения. В первую очередь, это повышенная требовательность к материалам. Требуется резина или полимер с достаточной упругостью, высокой жесткостью и прочностью к нагрузкам разного рода. Также имеются высокие требования по поглощению механической энергии и ее преобразованию в тепловую с последующим рассеиванием.
Все это усложняет и удорожает производство. Кроме того, большинство шин имеют ограничение по скорости движения – обычно не более 70-80 км/ч. Дальнейший разгон увеличивает механические нагрузки, а также приводит к неприемлемому перегреву.
В отличие от пневматических шин, безвоздушные имеют постоянную жесткость, и для ее изменения необходимо менять колеса. При этом на жесткости и других характеристиках может негативно сказаться попадание грязи внутрь конструкции через открытые боковины. Пневматические конструкции с этих точек зрения гораздо выгоднее.
В итоге безвоздушные шины пока находят применение в основном в сфере легкой техники с ограниченными скоростями движения и нагрузками. Их ставят на гольф-кары, некоторые багги, компактную строительную технику и т.д. Также налажено производство шин для велосипедов, самокатов и др. легких изделий. Обеспечение более крупных образцов пока под вопросом.
Перспективный курьез
Специфическое сочетание технических, эксплуатационных и экономических характеристик, а также ряд существенных ограничений пока не позволяют безвоздушным шинам выйти на широкий рынок и составить серьезную конкуренцию традиционным конструкциям. В итоге рынок шин не меняется – хотя разные фирмы регулярно представляют различные «перспективные» изделия.
Однако нельзя не отметить, что отдельные изделия оригинальной конструкции все же вышли на рынок и даже нашли своих покупателей. Успехи наблюдаются в нескольких достаточно узких нишах, тогда как завоевание основных секторов рынка оказывается невозможным. Объективные предпосылки к изменению такой ситуации отсутствуют.
Таким образом, разнообразные варианты безвоздушных шин с интегрированными элементами упругости в целом сохраняют статус курьезного решения важной технической проблемы – без особых перспектив в контексте реального применения.
С другой стороны, подобные проекты могут иметь положительные результаты, не связанные с непосредственным использованием готовой продукции. Разработкой таких шин сейчас занимаются признанные лидеры отрасли, обладающие хорошей научно-технической базой. В ходе проработки безвоздушных шин могут создаваться новые материалы, технологии и конструкции. А они могут найти применение при развитии и совершенствовании традиционных шин, имеющих реальные практические и коммерческие перспективы.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🔍 Видео
Безвоздушные шины Nissan TerranoСкачать
(new) Безвоздушные шины, испытание на Внедорожнике.Скачать
Безвоздушные шины...Скачать
Шины для автомобилей 21 века - безвоздушныеСкачать
Удивительные Способы Использования Выброшенных ШинСкачать
Безвоздушные шины TweelСкачать
Нано колеса. Колеса будущего. Безвоздушные шины,которым не нужен насос и которые не боятся гвоздейСкачать
Безвоздушные шины Michelin Uptis будут в свободной продаже / ШИННЫЕ НОВОСТИ № 120Скачать
Безвоздушные шины это что то новоеСкачать
Сравнение погрузчиков с бортовым поворотом Tweel | МишленСкачать
new Безвоздушные шины, испытание на HummereСкачать
✅💡БЕЗВОЗДУШНЫЕ ШИНЫ Michelin UPTIS! ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОРЫВ ИЛИ ВСЕЛЕНСКИЙ ОБМАН?Скачать
Безвоздушные шины будущего от Michelin. UPTIS - уникальная проколостойкая система шин | Покрышка.руСкачать
Невероятные покрышки БУДУЩЕГОСкачать
