Уже более 100 лет автомобили катятся на воздушных подушках, заключенных в резину. Пневматическая шина отлично служила водителям и пассажирам на дорогах и бездорожье, но новый дизайн Michelin может все изменить — безвоздушная шина Tweel. .
В этой статье мы рассмотрим, что такое безвоздушная шина Tweel, почему вы можете использовать ее вместо традиционных шин, некоторые проблемы, которые могут возникнуть с безвоздушной шиной Tweel, и где вы можете увидеть безвоздушную шину Tweel в будущее.
Michelin впервые анонсировала Tweel в 2005 году. Название представляет собой комбинацию слов «шина» и «колесо», потому что в Tweel не используется традиционная сборка ступицы колеса. Надежный внутренний концентратор крепится к оси. Он окружен полиуретановыми спицами. выстроены в виде клиньев. Поперек спиц натянута полоса сдвига, образующая внешний край шины (часть, которая соприкасается с дорогой). Натяжение ленты сдвига на спицах и прочность самих спиц заменяют давление воздуха в традиционной шине. протектор затем прикрепляется к ленте сдвига. Tweel выглядит как очень большое футуристическое велосипедное колесо.
Когда Tweel ставится на дорогу, спицы поглощают удары о дорогу так же, как давление воздуха в пневматических шинах. Протектор и полосы сдвига временно деформируются, когда спицы изгибаются, а затем быстро возвращаются в исходное положение. Шпильки могут быть изготовлены с разным натяжением спиц, что позволяет использовать их по-разному.
Более гибкие спицы обеспечивают более комфортную езду и улучшенную управляемость. Боковая жесткость Tweel также регулируется. Тем не менее, вы не можете настроить Tweel после того, как он был изготовлен. Вам придется выбрать другой Tweel. Для тестирования компания Michelin оснастила Audi A4 шинами Tweels, боковая жесткость которых в пять раз выше, чем у пневматических шин, что обеспечивает «очень отзывчивое управление» [Источник:Michelin].
Michelin сообщает, что «прототип Tweel… имеет сопротивление качению и массу в пределах пяти процентов от существующих пневматических шин. Это означает, что в пределах одного процента от экономии топлива шин на вашем собственном автомобиле. Поскольку Tweel находится на очень ранней стадии разработки, можно ожидать, что Michelin улучшит эти показатели.
пневматический или наполненный воздухом , шина состоит из герметичного внутреннего сердечника, заполненного сжатым воздухом. Протектор, обычно армированный стальным поясом или другими материалами, покрывает это внутреннее ядро и обеспечивает контактную поверхность с дорогой. Давление воздуха внутри шины больше, чем атмосферное давление воздуха, поэтому шина остается накачанной даже под весом автомобиля, стоящего на ней. Давление воздуха в шине обеспечивает сопротивление силам, которые пытаются деформировать шину, но в определенной степени оказывает амортизирующее действие, когда шина наезжает на неровности дороги. Если вы когда-нибудь катались в старинной повозке с деревянными колесами, вы знаете, какое значение имеет пневматическая шина.
Пневматические шины имеют недостатки, особенно в высокопроизводительных или очень опасных условиях. Основная проблема, конечно, в том, что прокол шины приводит к полному отказу. прорыв на высоких скоростях может привести к опасной автомобильной аварии. Военные планировщики обеспокоены тем, что шины могут лопнуть от выстрелов или осколков. Худшим кошмаром для экипажа транспортного средства является попадание в зону пожара из-за того, что все его шины спустили. Очевидно, что безвоздушная шина не может выйти из строя из-за одного прокола.
Другая проблема с пневматическими шинами связана с колебаниями давления воздуха. и производительность шин . Более низкое давление в шинах может улучшить сцепление с дорогой (и повысить комфорт), потому что шины слегка «сплющиваются», увеличивая контакт протектора с дорогой. Однако давление внутри шины поддерживает не только жесткость «вверх-вниз», но и боковую жесткость шины. Пониженное давление воздуха позволяет боковинам шины прогибаться, что, к сожалению, приводит к ухудшению управляемости. В безвоздушной шине жесткость шины в этих двух измерениях не зависит.
Давление воздуха вызывает и другие проблемы. Потребители, как известно, ненадежны, когда дело доходит до правильной установки давления в шинах, что часто приводит к небезопасным ситуациям. Пневматические шины также чувствительны к изменениям температуры, что может привести к изменению внутреннего давления в шине.
У Tweel есть несколько недостатков (помимо названия). Хуже всего вибрация. На скорости выше 50 миль в час Tweel сильно вибрирует. Само по себе это может не быть проблемой, но вызывает две другие вещи:шум и нагрев. Быстро движущийся Tweel неприятно громкий [Источник:CBS News]. При движении на большие расстояния на высоких скоростях выделяется больше тепла, чем хотелось бы инженерам Michelin.
Другая проблема связана с шинной промышленностью. Изготовление Tweels — это совсем другой процесс, чем изготовление пневматической шины. Огромный масштаб изменений, которые необходимо будет внести на многочисленных заводах, не говоря уже о балансировочном и шиномонтажном оборудовании в тысячах автомастерских, представляет собой значительное (хотя и не непреодолимое) препятствие на пути широкого внедрения безвоздушных шин.
Из-за этих недостатков Michelin не планирует выпускать Tweel для потребителей в ближайшее время. «Технология радиальных шин останется стандартом еще долгое время», — говорится в пресс-релизе Michelin, рекламирующем разработку Tweel. Первоначально они работают над использованием Tweel в низкоскоростных приложениях, например, в строительных машинах. Tweel идеально подходит для такого использования, потому что проблемы с высокоскоростной вибрацией не возникнут, а прочность безвоздушной конструкции будет большим преимуществом на строительной площадке. Мишлен также изучает возможность использования Tweel в военных целях.
На публичной демонстрации Tweel компания Michelin поместила прототипы на iBOT. , персональное мобильное устройство для людей с ограниченными физическими возможностями и Segway Кентавр , четырехколесный квадроцикл, использующий технологию самобалансировки Segway.
Michelin — не единственная компания, работающая над дизайном безвоздушных шин. Компания Resilient Technologies разрабатывает собственную безвоздушную шину, известную как NPT (непневматическая шина). . Эта компания использует более агрессивную стратегию развития и маркетинга, направленную на использование в военных целях. NPT основан на другой конфигурации спиц, но общая идея та же, что и у Tweel [Источник:Fox News].
Для получения дополнительной информации о безвоздушной шине Tweel и смежных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.
Как читать боковину шины
Как работает вращающийся детонационный двигатель
Как работает гибридный налоговый кредит
Как работает водородная экономика
Как работает воздушный автомобиль