Aspectul general al unei roți de mașină cu un disc central și o anvelopă umplută cu aer s-a format cu mult timp în urmă și i-a confirmat eficacitatea. Cu toate acestea, se încearcă în mod regulat să reconstruiască radical o astfel de structură pentru a-și îmbunătăți caracteristicile tehnice sau economice. O anumită popularitate în acest context se bucură de așa-numitele. anvelopă fără aer cu elemente elastice și fără gaz comprimat..
Poveste lunga
Primele variante de anvelope fără aer au apărut aproape la începutul secolului trecut. Adesea, motivul apariției unor astfel de proiecte a fost lipsa de materiale. Designerii au încercat să înlocuiască cauciucul greu accesibil și scump cu lemn sau metal mai profitabil. Până în prezent, problema penuriei a fost rezolvată, iar noile proiecte sunt asociate doar cu dorința de a îmbunătăți caracteristicile șasiului.
Modelele timpurii ale anvelopelor fără aer ofereau cel mai adesea o jantă metalică și o jantă exterioară cu bandă de rulare, conectate printr-un set de arcuri de diferite forme și configurații. În diferite momente, au fost folosite arcuri elicoidale sau cu foi. Astfel de proiecte au rezolvat în general sarcinile atribuite, dar s-au dovedit a fi prea complexe și incomode pentru a opera. Drept urmare, nu au intrat într-o serie mare și nu au primit o distribuție largă.
Succesul relativ a venit la anvelopele fără aer numai odată cu dezvoltarea programelor spațiale. S-a dovedit că roverii de tipul „Lunokhod” sovietic sau LRV american ar trebui să fie echipați cu roți fără camere și aer. Deci, produsul LRV din sistemul Apollo a primit o anvelopă elastică din plasă metalică cu bandă de rulare nituită. Acest design avea șocuri ușoare, amortizate, nu necesita întreținere și se distinge prin supraviețuire ridicată.
Unele dintre modelele de anvelope fără aer în diferite etape au atras atenția militarilor și chiar au ajuns la teste pe teren. În ultimii ani, a existat un interes reînnoit pentru astfel de evoluții și nu este vorba doar de proiecte pentru armate. Producătorii de anvelope de vârf consideră construcția fără aer ca o alternativă viabilă la roțile tradiționale.
Cu toate acestea, până acum, niciunul dintre modelele cunoscute nu a ajuns la producția și operația în masă în sfera militară sau civilă. Revoluția trenului de rulare este împiedicată de factori obiectivi.
Designuri contemporane
Luați în considerare unele dintre modelele moderne de anvelope fără aer dezvoltate în ultimele decenii. Deci, în trecut, proiectul Airless: Resilient NPT de la Resilient Technologies era cunoscut pe scară largă. A fost în dezvoltare din 2002 și a ajuns la testare la sfârșitul deceniului. Folosind materiale polimerice moderne care nu erau disponibile în trecutul îndepărtat, inginerii americani au reușit să creeze un design foarte interesant.
Anvelopă fără aer: NPT rezistent este un design dintr-o singură piesă care include un disc central pentru montare, o jantă exterioară cu bandă de rulare și o cușcă specială între ele. Acesta din urmă este realizat sub forma unei structuri de zăbrele de hexagone neregulate și trapezoide. Greutatea mașinii este distribuită între janta relativ rigidă și grilă. În același timp, elasticitatea structurii vă permite să umeziți șocurile.
Testele au arătat că anvelopa Airless: Resilient NPT este comparabilă în amortizare cu o anvelopă tradițională. Nu se teme de puncții și poate fi utilizat atunci când 30% din elementele cadrului sunt deteriorate. A existat, de asemenea, un mic câștig în masă. Cu toate acestea, produsul era destul de dificil de fabricat, necesita materiale speciale și avea o serie de alte dezavantaje. Ca urmare, anvelopele de la Resilient Technologies nu au intrat încă în armată.
În 2005, Michelin a introdus anvelopa concept Tweel (Tire + Wheel). În acest design, discul central și janta exterioară sunt conectate prin „spițe” în formă de V care rulează întreaga lățime a anvelopei. Dezvoltatorul a vorbit despre reducerea greutății în comparație cu produsele tradiționale, creșterea resurselor etc.
După testare și dezvoltare, a fost dezvoltată anvelopa Tweel. Există modificări ale acestui produs pentru vehicule din diferite clase. În 2012, a început furnizarea de astfel de anvelope pentru utilaje de construcții și agricole. Ulterior, au apărut noi modele de astfel de produse cu o configurație diferită de elemente elastice.
Bridgestone are, de asemenea, propria sa versiune a anvelopei airless. Ea sugerează conectarea discului și a jantei cu „spițe” curbate situate într-un model încrucișat. Această amortizare a făcut posibilă creșterea elasticității, menținând în același timp alte caracteristici. Cu toate acestea, probele finite au avut o capacitate de încărcare limitată, ceea ce a redus domeniul de aplicare.
Există alte variante de anvelope fără aer de diferite tipuri care au ajuns la testare sau chiar la producție. Căutarea de noi soluții continuă. Designerii încearcă diferite materiale, configurații elastice etc. Cu toate acestea, au existat doar succese limitate.
Avantaje și dezavantaje
Anvelopa fără aer cu elemente rezistente integrate are câteva avantaje importante față de anvelopa tradițională. Ei sunt cei care determină interesul crescut pentru astfel de modele, care a fost observat până acum.
Principalul plus este supraviețuirea crescută. O anvelopă fără aer nu are cameră de aer și este rezistentă la perforare. De asemenea, nu se teme de impacturile secundare. În funcție de arhitectură, performanța este menținută chiar și în cazul deteriorării grave a structurii de susținere. Nu este nevoie de pompare și monitorizare a presiunii, ceea ce simplifică funcționarea. Există posibilitatea abandonării unei jante mari și relativ grele. Drept urmare, ansamblul roții este mai ușor, ceea ce reduce masa neșirată.
Cu toate acestea, există o serie de probleme din cauza cărora astfel de anvelope nu câștigă popularitate. În primul rând, aceasta este o cerere crescută de materiale. Necesită cauciuc sau polimer cu suficientă elasticitate, rigiditate ridicată și rezistență la diferite sarcini. Există, de asemenea, cerințe ridicate pentru absorbția energiei mecanice și transformarea acesteia în energie termică cu disipare ulterioară.
Toate acestea complică și măresc costurile de producție. În plus, majoritatea anvelopelor au o limită de viteză - de obicei nu mai mult de 70-80 km / h. O accelerație suplimentară crește stresul mecanic și conduce, de asemenea, la o supraîncălzire inacceptabilă.
Spre deosebire de anvelopele pneumatice, anvelopele fără aer au o rigiditate constantă și trebuie să schimbați roțile pentru ao schimba. În același timp, pătrunderea murdăriei în structură prin pereții laterali deschiși poate afecta negativ rigiditatea și alte caracteristici. Din aceste puncte de vedere, structurile pneumatice sunt mult mai profitabile.
Ca urmare, anvelopele fără aer sunt încă utilizate în principal în domeniul vehiculelor ușoare cu viteze și sarcini limitate. Acestea sunt puse pe căruțe de golf, niște cărucioare, echipamente de construcție compacte etc. De asemenea, a fost stabilită producția de anvelope pentru biciclete, scutere și alte produse ușoare. Furnizarea de eșantioane mai mari este încă în discuție.
O curiozitate promițătoare
Combinația specifică de caracteristici tehnice, operaționale și economice, precum și o serie de limitări semnificative, nu permit încă ca anvelopele fără aer să intre pe o piață largă și să concureze serios cu modelele tradiționale. Ca urmare, piața anvelopelor nu se schimbă - deși diferite firme prezintă în mod regulat diverse produse „promițătoare”.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că produsele individuale cu designul original au intrat totuși pe piață și chiar și-au găsit clienții. Succesul se observă în mai multe nișe destul de înguste, în timp ce cucerirea principalelor sectoare ale pieței se dovedește a fi imposibilă. Nu există condiții prealabile obiective pentru schimbarea acestei situații.
Astfel, diverse opțiuni pentru anvelopele fără aer cu elemente elastice integrate, în general, păstrează statutul de soluție curioasă la o problemă tehnică importantă - fără perspective speciale în contextul aplicării reale.
Pe de altă parte, astfel de proiecte pot avea rezultate pozitive care nu sunt direct legate de utilizarea produselor finite. Liderii recunoscuți din industrie, cu o bună bază științifică și tehnică, sunt acum angajați în dezvoltarea unor astfel de anvelope. În cursul dezvoltării anvelopelor fără aer, pot fi create materiale, tehnologii și modele noi. Și pot găsi aplicații în dezvoltarea și îmbunătățirea anvelopelor tradiționale cu perspective reale practice și comerciale.
