Michelin Tweel и другие шины без воздуха: когда они завоюют рынок?

В 2007 ими был разработан прототип Airless:Resilient NPT (non pneumatic tyre – «непневматическая шина»). Испытания прототипа прошли в 2009 году. Покрышка была сделана из огнеупорной резины и состояла из каркаса, сделанного в виде «пчелиных сот» и резинового обода с протектором.

Почему именно так? Все просто — этот форм-фактор позволяет достичь одновременно достаточной жесткости (колесо может удерживать тяжелые автомобили и выполнять свои функции, даже когда разрушено до 30% сот), а вместе с тем и достаточной мягкости, ведь «соты» хорошо деформируются, амортизируя неровности дороги не хуже, чем наполненная воздухом покрышка.

Tweel

Французская компания Michelin долго работала над сочетанием в своих гражданских покрышках оптимальных жесткости и мягкости. Инженеры бились над тем, чтобы в вертикальном направлении резина была податливой, в угоду комфортной езде и хорошей амортизации, а в поперечном направлении шина была максимально жесткой, чтобы не деформироваться от боковых нагрузок в поворотах.

В конце концов, американское подразделение компании предложило выход – отказ от пневматической покрышки. Так появились Tweel (сокращенно от tyre – покрышка и wheel – колесо). Эта конструкция использует плоские резиновые спицы специального сечения, заменившие наполненный воздухом объем обычной покрышки. Эти спицы неразборно соединяют между собой внешний обод с протектором и внутренний – закрепляющийся на ступицу.

Резиновые спицы колеса поглощают удары лучше, чем накачанная воздухом шина, так как могут свободно изгибаться по всей высоте, как лист бумаги. Ну а за счет того, что эти спицы имеют особое сечение, при боковых нагрузках колесо не деформируется, так как спицы сгибаются лишь в одной плоскости. Таким образом, боковая жесткость шины сравнима с цельнолитой покрышкой, а энергоемкость колеса (способность поглощать удары) теперь зависит не от давления воздуха в колесе, а от жесткости спиц.

Этим плюсы Tweel не ограничиваются: к примеру, опытный образец от Michelin весил в несколько раз меньше, чем обычное колесо на металлическом диске. Добавим сюда очевидную невосприимчивость к проколам и повышенный срок службы (в этом придется поверить разработчикам)… Все это выглядит очень заманчиво.

Опробовать такие колеса французская компания решила не только на автомобилях, но и на других видах колесных «бричек». Так в испытаниях приняли участие Audi A4, роботизированная инвалидная коляска iBot и Segway Centaur. С компанией Michelin заключили контракт в НАСА — колеса их разработки будут ставить на луноход нового поколения. С 2012 года, американское подразделение французских «колесников» начало коммерческие продажи Tweel для погрузчиков, сельскохозяйственной и строительной техники.

Эти шины являются открытым типом безвоздушных колес. Конечно, тут есть и минусы: стоимость такого колеса несколько больше обычного (спасибо маркетологам), ограниченная грузоподъемность, а также невозможность изменения жесткости. Ведь для того, чтобы сделать машину мягче на стандартных колесах, можно просто снизить давление воздуха в покрышке, отрегулировать же жесткость спиц можно только при производстве. Но помимо открытого типа безвоздушных колес, существует и закрытый тип, о котором – ниже.

Runflat

Эти покрышки вообще-то нельзя назвать безвоздушными, однако они имеют одно очень важное преимущество над стандартными колесами. Если покрышка сдувается, то она не теряет сцепления с покрытием и на ней можно продолжить движение до ближайшего сервиса. Вся суть такой резины заключается в максимальном усилении боковин. Название Runflat (run – бежать, ехать, flat — плоский) означает езду на сдутом колесе.

Когда сдувается обычная шина, она образует плоский блин, ездить на котором нельзя, иначе металлический диск, который всем весом автомобиля давит на покрышку, попросту протрет и разорвет её. Усиленные же боковины покрышек Runflat могут удерживать автомобиль, тем самым сохраняя сцепление с дорогой и предотвращая уничтожение остатка резины между диском и асфальтом.

Усиление жесткости боковин достигается разными методами. Тут используются дополнительные внутренние ребра жесткости, выполненные в форме полуколец, например у Pirelli. Также используются многослойные боковины, типа Goodyear RunOnFlat. Nokian устанавливают на внутреннюю поверхность покрышки цельный эластичный слой. Таким образом, когда колесо спускает, а боковины сильно сгибаются, внутреннее покрытие покрышки собирается в гармошку на месте изгиба, образуя смягчающую прослойку между колесным диском и асфальтом. Аналогичные технологии есть и у других производителей шин: Dunlop ROF, Continental SSR и другие.

На фото: Шины BMW Run-Flat (ранфлэт)

Все подобные технологии позволяют автомобилю после прокола колеса не потерять управление, а также добраться до шиномонтажа. Но, к сожалению, у такой резины имеется множество недостатков. К примеру, из-за повышенной жесткости резина ведет себя как низкопрофильная, собирая все неровности дороги и отправляя их напрямик через подвеску в салон. Также из-за повышенной жесткости такие покрышки значительно более шумные. Еще один минус – это ценник: одна такая шина сегодня стоит около 15 тысяч рублей в зависимости от производителя, да и не каждый сервис возьмется ремонтировать такую резину. Также эти покрышки несколько тяжелее стандартных, что не может не сказаться на управляемости, ведь это — «неподрессоренная масса».

Если вкратце, то «неподрессоренной» называется масса всех деталей автомобиля, не поддерживаемых подвеской над землей, т.е. это масса диска, покрышки и элементов тормозной системы, находящихся на колесе. От этой массы очень сильно зависит управляемость автомобиля.

Когда вы наезжаете на кочку, колесо толкает весь автомобиль снизу вверх, и если сила этого толчка не будет скомпенсирована весом остальных элементов автомобиля, то покрышки потеряют сцепление с дорогой, вплоть до полного отрыва колеса от асфальта. Также эта масса влияет и на динамику, ведь чем тяжелее колесо, тем большее усилие необходимо приложить для его вращения.

Концепты Hankook

Корейская компания Hankook продемонстрировала, правда, пока только в электронном виде, 4 концепта безвоздушных шин абсолютно нового поколения. Отнести их к закрытому или открытому типу нельзя — тут реализовано нечто среднее. Боковины присутствуют, но они — разрезные.

Концепция шин eMembrane подразумевает возможность изменения профиля пятна контакта на разных скоростях. К примеру, при движении на малой скорости внутренняя часть профиля втягивается, уменьшая площадь соприкосновения покрышки и колеса, благодаря чему снижается трение, а, соответственно, и расход топлива. А вот при ускорении центр протектора опускается обратно, и на асфальт ложится весь профиль, что улучшает сцепление с дорогой, а, соответственно, и управляемость.

Tiltread – это состоящее из трех сегментов колесо. Внешний, центральный и внутренний диски могут перемещаться относительно друг друга, благодаря чему колесо может изменять вертикальный наклон. Это позволяет максимально увеличить пятно контакта в повороте.

Колеса Motiv представляют собой нечто схожее с Tiltread. Их суть заключается в том, что они состоят из множества эластичных блоков, которые могут двигаться отдельно друг от друга, повторяя рельеф дорожного покрытия. Помимо этого, само колесо разделено на две части таким образом, что внешняя и внутренняя половины могут также независимо подниматься и опускаться. Эти колеса разрабатываются специально для вездеходов и внедорожников.

И, наконец, мой любимый концепт MagTrack – это поистине торжество инженерной мысли. Тут колесо в буквальном смысле делится на две части: внутренняя ступица и обод с покрышкой, а между ними… ничего! Точнее, между ними действует магнитное поле, удерживающее вес автомобиля. Как известно из законов физики, магнитное поле может вращаться, и именно таким способом в движение приводится внешний обод, а также и сам автомобиль. Ну а из-за того, что отсутствует жесткая связь между внешним кольцом и ступицей, никакие неровности дороги просто не могут попасть на кузов автомобиля. В общем, это некий концепт колеса с магнитной подушкой. Все четыре концепта безвоздушные, так что не боятся проколов, но также все они реализованы пока исключительно на компьютере.

Особое мнение:

Вы часто прокалываете шины? Я за 9 лет водительской практики с суммарным пробегом тысяч 300-400 километров по российским дорогам в мегаполисах и глубинке – два раза. Шиномонтаж стоил мне в обоих случаях по 500 рублей. 1000 рублей за 9 лет – по-моему, не столь критичные затраты, чтобы переплачивать за шину, не боящуюся проколов. Не думаю, что все эти концепты и опытные модели действительно жизнеспособны.

Читайте также: