Det allmänna utseendet på ett bilhjul med en central skiva och ett däck fyllt med luft bildades för länge sedan och bekräftade dess effektivitet. Emellertid försöker man regelbundet radikalt bygga om en sådan struktur för att förbättra dess tekniska eller ekonomiska egenskaper. En viss popularitet i detta sammanhang åtnjuter den s.k. luftfritt däck med elastiska element och utan komprimerad gas..
Lång historia
De första varianterna av airless -däck dök upp nästan i början av förra seklet. Ofta var orsaken till uppkomsten av sådana projekt brist på material. Designers försökte ersätta svåråtkomligt och dyrt gummi med mer lönsamt trä eller metall. Hittills har bristproblemet lösts, och nya projekt är bara förknippade med önskan att förbättra chassiets egenskaper.
Tidiga airless -däckdesigner erbjöd oftast en metallfälg och ytterfälg med slitbanan, anslutna med en uppsättning fjädrar i olika former och konfigurationer. Vid olika tidpunkter användes spiral- eller bladfjädrar. Sådana konstruktioner löste i allmänhet de tilldelade uppgifterna, men visade sig vara för komplexa och obekväma att använda. Som ett resultat gick de inte in i en stor serie och fick inte bred distribution.
Relativ framgång kom till airless -däck bara med utvecklingen av rymdprogram. Det visade sig att rovers av typen sovjetisk "Lunokhod" eller amerikansk LRV borde vara utrustade med hjul utan kameror och luft. Så, LRV -produkten från Apollo -systemet fick ett elastiskt däck av metallnät med en nitad slitbana. Denna design var lätt, dämpade stötar, krävde inget underhåll och utmärktes av hög överlevnadsförmåga.
Några av konstruktionerna för airless -däck i olika stadier lockade militärens uppmärksamhet och nådde till och med fälttester. Under de senaste åren har intresset för denna utveckling förnyats, och det handlar inte bara om projekt för arméerna. Ledande däcktillverkare ser på luftlös konstruktion som ett livskraftigt alternativ till traditionella hjul.
Men tills nu har ingen av de kända modellerna nått massproduktion och operation inom det militära eller civila området. Undervagnens revolution försvåras av objektiva faktorer.
Samtida mönster
Tänk på några av de moderna airless -däckdesignerna som utvecklats under de senaste decennierna. Så tidigare var Airless -projektet: Resilient NPT av Resilient Technologies allmänt känt. Det har varit under utveckling sedan 2002 och nådde testning i slutet av decenniet. Med hjälp av moderna polymermaterial som inte var tillgängliga tidigare, kunde amerikanska ingenjörer skapa en mycket intressant design.
Airless Tire: Resilient NPT är en design i ett stycke som innehåller en mittskiva för montering, en yttre kant med slitbanan och en speciell bur däremellan. Den senare är gjord i form av en gitterstruktur av oregelbundna hexagoner och trapetsoider. Bilens vikt fördelas mellan den relativt styva fälgen och gallret. Samtidigt tillåter strukturens elasticitet att dämpa stötar.
Tester har visat att Airless: Resilient NPT -däcket är jämförbart i dämpning med ett traditionellt pneumatiskt däck. Den är inte rädd för punkteringar och kan användas när 30% av ramelementen är skadade. Det var också en liten vinstökning i massa. Ändå var produkten ganska svår att tillverka, krävde specialmaterial och hade en rad andra nackdelar. Som ett resultat har däck från Resilient Technologies ännu inte kommit in i armén.
År 2005 introducerade Michelin konceptdäcket Tweel (Tire + Wheel). I denna design är mittskivan och ytterkanten förbundna med V-formade "ekrar" som löper hela däckets bredd. Utvecklaren talade om att minska vikten i jämförelse med traditionella produkter, öka resursen etc.
Efter testning och utveckling utvecklades Tweel -däcket. Det finns modifieringar av denna produkt för fordon i olika klasser. 2012 började leveransen av sådana däck för bygg- och jordbruksmaskiner. Senare dök nya modeller av sådana produkter med en annan konfiguration av elastiska element upp.
Bridgestone har också en egen version av det airless -däcket. Hon föreslår att du kopplar ihop skivan och fälgen med böjda "ekrar" i ett kors och tvärs mönster. Denna dämpning gjorde det möjligt att öka elasticiteten samtidigt som andra egenskaper behålls. De färdiga proverna hade dock en begränsad bärighet, vilket minskade tillämpningsområdet.
Det finns andra varianter av airless -däck av olika slag som har testats eller till och med tillverkats. Sökandet efter nya lösningar fortsätter. Designers provar olika material, elastiska konfigurationer etc. Det har dock bara varit begränsade framgångar.
Fördelar och nackdelar
Det luftlösa däcket med integrerade fjädrande element har flera viktiga fördelar jämfört med det traditionella pneumatiska däcket. Det är de som bestämmer det ökade intresset för sådana mönster, som har observerats hittills.
Det största pluset är ökad överlevnad. Ett airless-däck har ingen luftkammare och är punkteringssäkert. Hon är inte heller rädd för sidopåverkan. Beroende på arkitekturen bibehålls prestandan även vid allvarliga skador på stödstrukturen. Det finns inget behov av pumpning och tryckövervakning, vilket förenklar driften. Det finns en möjlighet att överge en stor och relativt tung fälg. Som ett resultat är hjulenheten lättare, vilket minskar den fjädrande massan.
Det finns dock ett antal problem på grund av vilka sådana däck inte blir populära. Först och främst är detta en ökad efterfrågan på material. Kräver gummi eller polymer med tillräcklig elasticitet, hög styvhet och hållfasthet för olika belastningar. Det finns också höga krav på absorption av mekanisk energi och dess omvandling till termisk energi med efterföljande avledning.
Allt detta komplicerar och ökar produktionskostnaderna. Dessutom har de flesta däck en hastighetsbegränsning - vanligtvis inte mer än 70-80 km / h. Ytterligare acceleration ökar mekanisk spänning och leder också till oacceptabel överhettning.
Till skillnad från pneumatiska däck har airless -däck en konstant styvhet, och du måste byta hjul för att byta det. Samtidigt kan inträngande av smuts i strukturen genom de öppna sidoväggarna påverka styvheten och andra egenskaper negativt. Ur dessa synpunkter är pneumatiska strukturer mycket mer lönsamma.
Som ett resultat används luftlösa däck fortfarande främst inom området lätta fordon med begränsade hastigheter och belastningar. De sätts på golfbilar, några vagnar, kompakt byggnadsutrustning etc. Dessutom har tillverkning av däck för cyklar, skotrar och andra lätta produkter etablerats. Tillhandahållandet av större prover är fortfarande ifrågasatt.
En lovande nyfikenhet
Den specifika kombinationen av tekniska, operativa och ekonomiska egenskaper, liksom ett antal betydande begränsningar, tillåter ännu inte airless däck att komma in på en bred marknad och allvarligt konkurrera med traditionella konstruktioner. Som ett resultat förändras inte däckmarknaden - även om olika företag regelbundet presenterar olika "lovande" produkter.
Det bör dock noteras att enskilda produkter av den ursprungliga designen ändå kom in på marknaden och till och med hittade sina kunder. Framgång observeras i flera ganska smala nischer, medan erövring av marknadens huvudsektorer visar sig vara omöjlig. Det finns inga objektiva förutsättningar för att ändra denna situation.
Således behåller olika alternativ för luftlösa däck med integrerade elastiska element i allmänhet statusen som en nyfiken lösning på ett viktigt tekniskt problem - utan särskilda utsikter i samband med verklig tillämpning.
Å andra sidan kan sådana projekt ha positiva resultat som inte är direkt relaterade till användningen av färdiga produkter. Erkända branschledare med en bra vetenskaplig och teknisk bas engagerar sig nu i utvecklingen av sådana däck. Under utvecklingen av luftlösa däck kan nya material, teknik och konstruktioner skapas. Och de kan hitta tillämpning i utveckling och förbättring av traditionella däck med verkliga praktiska och kommersiella utsikter.
