Automašīnas riteņa ar centrālo disku un ar gaisu piepildītu riepu vispārējais izskats tika izveidots jau sen un apstiprināja tā efektivitāti. Tomēr regulāri tiek mēģināts radikāli atjaunot šādu struktūru, lai uzlabotu tās tehniskās vai ekonomiskās īpašības. Zināmu popularitāti šajā kontekstā bauda t.s. bezgaisa riepa ar elastīgiem elementiem un bez saspiestas gāzes..
Garš stāsts
Pirmie bezgaisa riepu varianti parādījās gandrīz pagājušā gadsimta sākumā. Bieži vien šādu projektu rašanās iemesls bija materiālu trūkums. Dizaineri centās nomainīt grūti sasniedzamo un dārgo gumiju ar ienesīgāku koku vai metālu. Līdz šim trūkuma problēma ir atrisināta, un jauni projekti ir saistīti tikai ar vēlmi uzlabot šasijas īpašības.
Agrīnās bezgaisa riepu konstrukcijās visbiežāk tika piedāvāta metāla loka un ārējā mala ar protektoru, kas savienota ar dažādu formu un konfigurāciju atsperu komplektu. Dažādos laikos tika izmantotas spirāles vai lapu atsperes. Šādi modeļi parasti atrisināja uzticētos uzdevumus, taču izrādījās pārāk sarežģīti un neērti darboties. Tā rezultātā viņi neiedziļinājās lielā sērijā un nesaņēma plašu izplatīšanu.
Relatīvus panākumus bezgaisa riepām guva tikai kosmosa programmu izstrāde. Izrādījās, ka padomju "Lunokhod" vai amerikāņu LRV tipa roveriem jābūt aprīkotiem ar riteņiem bez kamerām un gaisa. Tātad LRV produkts no Apollo sistēmas saņēma elastīgu riepu, kas izgatavota no metāla sieta ar kniedētu protektoru. Šis dizains bija viegls, amortizēts, nebija nepieciešama apkope un tas izceļas ar augstu izturību.
Dažas bezgaisa riepu konstrukcijas dažādos posmos piesaistīja militārpersonu uzmanību un pat sasniedza izmēģinājumus uz vietas. Pēdējos gados interese par šādiem notikumiem ir atjaunojusies, un tas attiecas ne tikai uz projektiem armijām. Vadošie riepu ražotāji raugās uz bezgaisa konstrukciju kā dzīvotspējīgu alternatīvu tradicionālajiem riteņiem.
Tomēr līdz šim neviens no zināmajiem modeļiem nav sasniedzis masveida ražošanu un darbību militārajā vai civilajā jomā. Šasijas revolūciju kavē objektīvi faktori.
Mūsdienu dizaini
Apsveriet dažus mūsdienu bezgaisa riepu dizainus, kas izstrādāti pēdējās desmitgadēs. Tātad, agrāk Airless projekts: Resilient NPT, ko izstrādāja Resilient Technologies, bija plaši pazīstams. Tas tika izstrādāts kopš 2002. gada un desmit gadu beigās nonāca līdz testēšanai. Izmantojot mūsdienu polimēru materiālus, kas nebija pieejami tālā pagātnē, amerikāņu inženieri spēja izveidot ļoti interesantu dizainu.
Bezgaisa riepa: elastīgais NPT ir viengabalains dizains, kas ietver centrālo disku montāžai, ārējo malu ar protektoru un īpašu būri starp tiem. Pēdējais ir izgatavots no neregulāriem sešstūriem un trapecveida režģa struktūras. Automašīnas svars ir sadalīts starp salīdzinoši stingro malu un režģi. Tajā pašā laikā struktūras elastība ļauj mitrināt satricinājumus.
Testi parādīja, ka Airless: elastīgā NPT riepa amortizācijas ziņā ir salīdzināma ar tradicionālo pneimatisko riepu. Tas nebaidās no punkcijām, un to var izmantot, ja ir bojāti 30% rāmja elementu. Bija arī neliels masas pieaugums. Tomēr produktu bija diezgan grūti izgatavot, tam bija nepieciešami īpaši materiāli un tam bija vairāki citi trūkumi. Līdz ar to Resilient Technologies riepas vēl nav ienākušas armijā.
2005. gadā Michelin iepazīstināja ar Tweel (Tyre + Wheel) koncepcijas riepu. Šajā dizainā centrālais disks un ārējais loks ir savienoti ar V veida "spieķiem", kas iet visā riepas platumā. Izstrādātājs runāja par svara samazināšanu salīdzinājumā ar tradicionālajiem produktiem, resursu palielināšanu utt.
Pēc testēšanas un izstrādes tika izstrādāta Tweel riepa. Šim produktam ir modifikācijas dažādu klašu transportlīdzekļiem. 2012. gadā sākās šādu riepu piegāde celtniecības un lauksaimniecības tehnikai. Vēlāk parādījās jauni šādu produktu modeļi ar atšķirīgu elastīgo elementu konfigurāciju.
Bridgestone ir arī sava bezgaisa riepas versija. Viņa ierosina savienot disku un malu ar izliektiem "spieķiem", kas atrodas krustotā veidā. Šī amortizācija ļāva palielināt elastību, vienlaikus saglabājot citas īpašības. Tomēr gatavajiem paraugiem bija ierobežota kravnesība, kas samazināja piemērošanas jomu.
Ir arī citi bezgaisa riepu varianti, kas tiek testēti vai pat ražoti. Turpinās jaunu risinājumu meklēšana. Dizaineri izmēģina dažādus materiālus, elastīgas konfigurācijas utt. Tomēr panākumi ir bijuši tikai ierobežoti.
Priekšrocības un trūkumi
Bezgaisa riepai ar integrētiem elastīgiem elementiem ir vairākas svarīgas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām pneimatiskajām riepām. Tieši tie nosaka līdz šim novēroto pastiprināto interesi par šādiem dizainparaugiem.
Galvenais plus ir paaugstināta izturība. Bezgaisa riepai nav gaisa kameras un tā ir izturīga pret caurduršanu. Viņa arī nebaidās no sānu ietekmēm. Atkarībā no arhitektūras veiktspēja tiek saglabāta pat nopietnu nesošās konstrukcijas bojājumu gadījumā. Nav nepieciešama sūknēšana un spiediena kontrole, kas vienkāršo darbību. Pastāv iespēja atteikties no liela un samērā smaga riteņa loka. Tā rezultātā riteņu komplekts ir vieglāks, kas samazina atsperu masu.
Tomēr pastāv vairākas problēmas, kuru dēļ šādas riepas negūst popularitāti. Pirmkārt, tas ir palielināts pieprasījums pēc materiāliem. Nepieciešama gumija vai polimērs ar pietiekamu elastību, augstu stingrību un izturību dažādām slodzēm. Ir arī augstas prasības mehāniskās enerģijas absorbcijai un tās pārveidošanai siltumenerģijā ar sekojošu izkliedi.
Tas viss sarežģī un palielina ražošanas izmaksas. Turklāt lielākajai daļai riepu ir ātruma ierobežojums - parasti ne vairāk kā 70-80 km / h. Turpmāks paātrinājums palielina mehānisko spriegumu, kā arī izraisa nepieļaujamu pārkaršanu.
Atšķirībā no pneimatiskajām riepām, bezgaisa riepām ir nemainīga stingrība, un, lai to mainītu, ir jāmaina riteņi. Tajā pašā laikā netīrumu iekļūšana konstrukcijā caur atvērtām sānu sienām var negatīvi ietekmēt stingrību un citas īpašības. No šiem viedokļiem pneimatiskās konstrukcijas ir daudz izdevīgākas.
Tādējādi bezgaisa riepas joprojām tiek izmantotas galvenokārt vieglo transportlīdzekļu jomā ar ierobežotu ātrumu un slodzi. Tie ir uzlikti golfa ratiņos, daži bagiji, kompakta celtniecības tehnika utt. Tāpat ir izveidota velosipēdu, motorolleru un citu vieglo izstrādājumu riepu ražošana. Lielāku paraugu nodrošināšana joprojām ir apšaubāma.
Daudzsološs kuriozs
Specifiskā tehnisko, ekspluatācijas un ekonomisko īpašību kombinācija, kā arī vairāki būtiski ierobežojumi vēl neļauj bezgaisa riepām ienākt plašā tirgū un nopietni konkurēt ar tradicionālo dizainu. Tā rezultātā riepu tirgus nemainās - lai gan dažādas firmas regulāri piedāvā dažādus “daudzsološus” produktus.
Tomēr jāatzīmē, ka atsevišķi oriģināla dizaina izstrādājumi tomēr ienāca tirgū un pat atrada savus klientus. Panākumi vērojami vairākās diezgan šaurās nišās, savukārt galveno tirgus nozaru iekarošana izrādās neiespējama. Nav objektīvu priekšnoteikumu šīs situācijas maiņai.
Tādējādi dažādas bezgaisa riepu iespējas ar integrētiem elastīgiem elementiem kopumā saglabā ziņkārīga risinājuma statusu svarīgai tehniskai problēmai - bez īpašām perspektīvām reālas pielietošanas kontekstā.
No otras puses, šādiem projektiem var būt pozitīvi rezultāti, kas nav tieši saistīti ar gatavās produkcijas izmantošanu. Šādu riepu izstrādē tagad nodarbojas atzīti nozares līderi ar labu zinātnisko un tehnisko bāzi. Bezgaisa riepu izstrādes gaitā var radīt jaunus materiālus, tehnoloģijas un dizainu. Un viņi var atrast pielietojumu tradicionālo riepu izstrādē un uzlabošanā ar reālām praktiskām un komerciālām perspektīvām.
