Общият вид на автомобилно колело с централен диск и гума, пълна с въздух, се формира отдавна и потвърди неговата ефективност. Редовно се правят опити коренно да се възстанови такава структура с цел подобряване на техническите или икономическите й характеристики. Известна популярност в този контекст се ползва от т.нар. безвъздушна гума с еластични елементи и без компресиран газ..
Дълга история
Първите варианти на безвъздушни гуми се появяват почти в началото на миналия век. Често причината за появата на такива проекти е недостиг на материали. Дизайнерите се опитаха да заменят труднодостъпната и скъпа гума с по-изгодно дърво или метал. Към днешна дата проблемът с недостига е решен, а новите проекти са свързани само с желанието да се подобрят характеристиките на шасито.
Ранните дизайни на безвъздушни гуми най -често предлагаха метална джанта и външна джанта с протектор, свързани чрез набор от пружини с различни форми и конфигурации. В различно време са били използвани намотки или листни пружини. Такива проекти обикновено решават възложените задачи, но се оказват твърде сложни и неудобни за работа. В резултат на това те не отидоха в голяма серия и не получиха широко разпространение.
Относителният успех дойде при безвъздушните гуми едва с развитието на космическите програми. Оказа се, че роувърите от типа на съветския "Луноход" или американския LRV трябва да бъдат оборудвани с колела без камери и въздух. И така, продуктът LRV от системата Apollo получи еластична гума, изработена от метална мрежа с нитов протектор. Този дизайн е лек, амортизиран, не изисква поддръжка и се отличава с висока оцеляване.
Някои от дизайните на безвъздушни гуми на различни етапи привличат вниманието на военните и дори достигат полеви тестове. През последните години се възобнови интересът към подобно развитие и тук не става дума само за проекти за армиите. Водещите производители на гуми гледат на безвъздушната конструкция като на жизнеспособна алтернатива на традиционните джанти.
Досега обаче нито един от известните модели не е достигнал масово производство и експлоатация във военната или гражданската сфера. Революцията на ходовата част е възпрепятствана от обективни фактори.
Съвременен дизайн
Помислете за някои от съвременните безвъздушни гуми, разработени през последните десетилетия. Така че в миналото проектът Airless: Resilient NPT от Resilient Technologies беше широко известен. Той се развива от 2002 г. и достигна до изпитания в края на десетилетието. Използвайки съвременни полимерни материали, които не бяха налични в далечното минало, американските инженери успяха да създадат много интересен дизайн.
Безвъздушни гуми: Устойчивият NPT е дизайн от една част, който включва централен диск за монтаж, външна джанта с протектор и специална клетка между тях. Последният е направен под формата на решетъчна структура от неправилни шестоъгълници и трапеци. Теглото на колата се разпределя между относително твърдата джанта и решетката. В същото време еластичността на конструкцията ви позволява да овлажните ударите.
Тестовете показват, че гумата Airless: Resilient NPT е сравнима при амортизация с традиционна пневматична гума. Не се страхува от пробиви и може да се използва, когато 30% от елементите на рамката са повредени. Имаше и малко увеличение на масата. Въпреки това продуктът беше доста труден за производство, изискваше специални материали и имаше редица други недостатъци. В резултат на това гумите от Resilient Technologies все още не са влезли в армията.
През 2005 г. Michelin представи концептуалната гума Tweel (Tire + Wheel). При този дизайн централният диск и външната джанта са свързани чрез V-образни „спици“, които се движат по цялата ширина на гумата. Разработчикът говори за намаляване на теглото в сравнение с традиционните продукти, увеличаване на ресурса и т.н.
След тестване и разработка, гумата Tweel е разработена. Има модификации на този продукт за превозни средства от различни класове. През 2012 г. започна доставката на такива гуми за строителни и селскостопански машини. По -късно се появиха нови модели на такива продукти с различна конфигурация на еластични елементи.
Bridgestone също има своя собствена версия на безвъздушната гума. Тя предлага да свържете диска и джантата с извити „спици“, разположени в кръстосан модел. Това омекотяване направи възможно увеличаването на еластичността, като същевременно запази други характеристики. Готовите проби обаче имат ограничена товароносимост, което намалява обхвата на приложение.
Има и други варианти на безвъздушни гуми от различни видове, които са стигнали до тестване или дори до производство. Търсенето на нови решения продължава. Дизайнерите изпробват различни материали, еластични конфигурации и т.н. Има обаче само ограничени успехи.
Предимства и недостатъци
Безвъздушната гума с интегрирани еластични елементи има няколко важни предимства пред традиционните пневматични гуми. Именно те определят повишения интерес към подобни дизайни, който се наблюдава досега.
Основният плюс е повишената жизнеспособност. Безвъздушната гума няма въздушна камера и е устойчива на пробиване. Тя също не се страхува от странични удари. В зависимост от архитектурата, производителността се поддържа дори в случай на сериозно увреждане на носещата конструкция. Няма нужда от изпомпване и контрол на налягането, което опростява работата. Има възможност да се изостави голяма и относително тежка джанта. В резултат на това колелото е по -леко, което намалява непружинираната маса.
Съществуват обаче редица проблеми, поради които такива гуми не печелят популярност. На първо място, това е повишено търсене на материали. Изисква каучук или полимер с достатъчна еластичност, висока твърдост и здравина при различни натоварвания. Съществуват и високи изисквания за усвояване на механична енергия и нейното превръщане в топлинна енергия с последващо разсейване.
Всичко това усложнява и увеличава себестойността на производството. Освен това повечето гуми имат ограничение на скоростта - обикновено не повече от 70-80 км / ч. По -нататъшното ускорение увеличава механичното напрежение и също води до неприемливо прегряване.
За разлика от пневматичните гуми, безвъздушните гуми имат постоянна твърдост и трябва да смените колелата, за да я смените. В същото време навлизането на мръсотия в конструкцията през отворените странични стени може да повлияе отрицателно на твърдостта и други характеристики. От тази гледна точка пневматичните конструкции са много по -изгодни.
В резултат на това безвъздушните гуми все още се използват главно в областта на леките превозни средства с ограничени скорости и натоварвания. Те се поставят на колички за голф, някои бъгита, компактна строителна техника и т.н. Също така е установено производството на гуми за велосипеди, скутери и други леки продукти. Осигуряването на по -големи проби все още е под въпрос.
Обещаващо любопитство
Специфичната комбинация от технически, експлоатационни и икономически характеристики, както и редица значителни ограничения, все още не позволяват на безвъздушните гуми да навлязат на широк пазар и сериозно да се конкурират с традиционния дизайн. В резултат на това пазарът на гуми не се променя - въпреки че различните фирми редовно представят различни „обещаващи“продукти.
Трябва обаче да се отбележи, че отделни продукти с оригинален дизайн въпреки това навлязоха на пазара и дори намериха своите клиенти. Успехът се наблюдава в няколко доста тесни ниши, докато завладяването на основните сектори на пазара се оказва невъзможно. Няма обективни предпоставки за промяна на тази ситуация.
По този начин различните опции за безвъздушни гуми с интегрирани еластични елементи като цяло запазват статута на любопитно решение на важен технически проблем - без особени перспективи в контекста на реалното приложение.
От друга страна, такива проекти могат да имат положителни резултати, които не са пряко свързани с използването на готови продукти. Признати лидери в индустрията с добра научна и техническа база сега се занимават с разработването на такива гуми. В хода на разработването на безвъздушни гуми могат да бъдат създадени нови материали, технологии и дизайн. И те могат да намерят приложение в разработването и усъвършенстването на традиционните гуми с реални практически и търговски перспективи.
