шины которые нельзя проколоть

Безопасные шины, которые нельзя проколоть: Michelin и GM начинают выпуск безвоздушных шин

Американская компания General Motors и французская компания Michelin готовы сделать большой шаг вперед в области изготовления автомобильных шин. Инновация должна появиться уже в 2024 году. Называется она «Unique Puncture-proof Tire System» или просто Uptis Prototype. Главная особенность новинки заключается в том, что шина является безвоздушной. Массовое производство (и применение) Uptis должно начаться всего через пять лет. Стоит отметить, что идея создания подобных колес появилась уже достаточно давно, более того, в мире есть несколько прототипов. Однако на сей раз, все действительно может получиться.

Безвоздушные шины автомобиля

Что же собой представляет новинка? Колесо сделано из полимерного стекловолокна и композитного каучука. Такое сочетание материалов позволяет использовать колесо на нормальных шоссейных скоростях. В этом заключается его главное отличие от остальных имеющихся прототипов безвоздушных колес. На этом, впрочем, достоинство колес не заканчиваются.

Представители компаний General Motors и Michelin во время общения с представителями СМИ рассказали еще много интересного. Например, инженеры утверждают, что колеса нового поколения нельзя будет проколоть в принципе. Это означает, что уже в ближайшему будущем может полностью отпасть необходимость возить в машине «запаску».

Кроме того, безвоздушные колеса в нынешней итерации (если верить результатам тестов) должны служить в полтора, а то и два раза дольше традиционных. Наконец, немаловажно и то, что производить такие колеса легче и быстрее, хотя так и не кажется. Последнее, в свою очередь отразиться на стоимости колес и на экологичности производства.

Отдельно следует отметить, что для производства шин Uptis нужно меньше материалов, чем на производство шин, которые используются сегодня. Только в США каждый год списывается более 200 млн отработавших свое шин. Утилизация такого количества мусора уже давно стала серьезно проблемой и настоящим вызовом для экономики. Это еще одна причина, по которой проекту Uptis придается сейчас такое особое значение.

В продолжение темы читайте о том, как энтузиасты превратили ВАЗ-2108 в вездеход на огромных колесах. Заводские инженеры о таком и мечтать могли.

Источник

Непрокалываемые шины

Проблема проколов шин для пользователей современной механической техники остаётся актуальной и всегда вызывает просто массу проблем. Наверняка каждый из вас уже сталкивался с этой неприятностью. Едешь спокойно по лесу или по дороге и тут «бум», а покрышка начинает шмыгать и хлюпать, и едешь уже на ободе или диске. Хорошо, когда прокол происходит рядом с домом или есть запасная камера (или колесо в случае автомобиля). Но иногда отремонтировать поломку в дороге бывает очень сложно – неблагоприятные погодные условия не дают качественно поменять камеру или запасная камера оказывается уже поврежденной. Такое в моей велосипедной практике случалось очень часто. Лежит запасная камера в рюкзаке и ждет своего часа, а когда час настает, то оказывается камера уже изрядно постаревшая и лопается от давления.

Чаще всего прокол на велосипеде случается из-за плохих людей (если не сказать больше), которые бьют бутылки на дороге.

Всегда, когда происходит прокол шины, начинаешь невольно думать – неужели современная технология не позволяет сделать непрокалываемые шины? Варианты решения этой проблемы были предложены. Однако, повсеместного распространения они пока не получили и имеют значительные недоработки.

Удивительно, но изделия в подходящем варианте до сих пор нет. Рассмотрим существующие непрокалываемые велосипедные шины.

Какие бывают варианты непрокалываемых шин для велосипеда

Защита для камеры от прокола из старой камеры

Самая простая и безобидная технология, по изготовлению непрокалываемых шин велосипеда заключается в использовании нескольких камер. Берем одну старую испорченную велосипедную камеру, разрезаем по внутреннему диаметру, и выкладываем внутри покрышки своеобразный защитный слой. Этот слой увеличивает стойкость камеры велосипеда к проколам стеклом или мелкими острыми предметами, а также исключает прокус змеи (своеобразное повреждение, которое происходит при использовании шин с низким давлением, вызываемое прорезанием ободом камеры). При использовании такой защитной прослойки важно ровно, аккуратно и равномерно выстелить камеру изнутри, так чтобы новая камера ровно заполнила пространство в покрышке. Также важно, чтобы части подложенной камеры не пережимались кортом покрышки. Далее, равномерно накачиваем камеру велосипеда до нужного давления. Главное делать это медленно.

Главный недостаток – повышается вес, а камера всё равно не имеет 100% защиту.

Кстати говоря, существует и специальная лента от прокола для велосипеда. Её можно проложить между покрышкой и камерой. Такая лента продается на алишке и стоит относительно недорого. Мне довелось проверить один такой её вариант и я остался доволен. Купить можно тут. Собственно, можно найти и дешевле, но у этой брони очень достойные ходовые качества.

Камеры с толстыми стенками и агрессивная резина

Следующий (и самый простой) шаг – использование камеры с толстыми стенками или использование агрессивной резины (высокие шипы не позволят осколку или гвоздю повредить камеру, т.к. они попросту не достанут до камеры. Камеры с толстыми стенками используются в экстремальных дисциплинах велоспорта и в магазине такую бронированную камеру можно найти именно в разделе даунхильных запчастей.

Очевидный минус – сильное увеличение веса всего велосипеда и плохой накат, что важно, если вам приятнее заниматься крутильными дисциплинами и использовать велосипед для дальних поездок.

Есть ещё одна стандартная технология – использование специального герметика. Реализовывать этот способ защиты можно как на простой резине, так и на бескамерной. Однако, изначально методика была запланирована для применения на бескамерной велосипедной резине.

Велосипедный герметик – это специальное вещество, которое заливается внутрь камеры и в случае появления прокола начинает выбрасываться через появившийся прокол. При взаимодействии с окружающей средой герметик моментально отвердевает (или, лучше сказать, превращается в резину) внутри прокола и заклеивает дырку. Получается этакая экспресс-вулканизация. Герметик для велосипедных камер выпускается в различных формах и имеет разные свойства. Но в целом, эта технология довольно надежная и лишена явных минусов. В рекламных роликах таких продуктов оператор огромным гвоздем прокалывает камеру и камера моментально самозаклеивается.

На практике с маленькими проколами такой герметик справляется уверенно, а вот прокол от гвоздя уже затянет весьма условно, и дополнительная заклейка камеры всё равно потребуется. Хотя до ближайшего места ремонта доехать получится и на герметике.

Появление прокола в любом случае вызовет уменьшение давления в камере. Значит если насоса у вас нет, а дырка ещё не схватилась, то вы можете вполне потерять одну-две атмосферы внутри колеса. Ехать дальше придётся на недокаченой резине. Соответственно, обязательно возите с собой насос.

Недостатки методики – высокая стоимость герметика, незначительное повышение веса, невозможность справиться со сложными проколами или прокусами змеи.

Достоинства – наиболее эффективная технология из имеющихся.

Современные технологии изготовления непрокалываемых велосипедных шин

Не так давно, компания Vittoria объединилась с корейским брендом Tannus, который делает «безвоздушные» сплошные шины.

4.1. Что такое сплошные шины?

Это ещё одна технология изготовления беспрокольных камер. Камеры в шине попросту нет. Всё пространство занимает специальный пористый материал. Он обладает высокой эластичностью, упругостью и мягкостью, но проколоть его нельзя никак. Шина похожа больше на утеплитель для окон. Если вспомнить велосипед «дружок», то там использовался именно такой вариант. Конечно же, для серьезного использования и реализация варианта применяется более совершенная.

Но методика эта обладает большим количеством недостатков – увеличивается вес, прогрессивное сжатие камеры под большим вопросом, есть некоторые проблемы с контролируемостью велосипеда на сложных участках.

Предложенное решение должно исключить недостатки сплошной резины и избавить от уязвимости стандартных покрышек.

4.2. Бронированная шина от Tannus

Компания Tannus выпустила броню для камеры. Вставка выполнена из мягкого пористого материала, обладающего свойствами стандартной велосипедной резины, и её толщина составляет около 15 мм. Вставка объединена со стандартной шиной. Получается этакая комбинированная резина.

Большая толщина исключает возможность прокола или «змеиного прокуса», а внутренняя воздушная камера уменьшает общий вес, который свойственен твердотельной шине и сохраняет прогрессивную работу, характерную для обычной воздушной камеры.

Компания заявила, что помимо защиты от проколов, данная шина может использоваться с низкими давлениями без риска пробивок. Это полезно для экстремальных дисциплин.

Разработку предложено использовать для мотоциклистов, экстремальных дисциплин велоспорта и для обычных велосипедов для исключения проколов.

4.3. Камеры с защитой от проколов с повышенной эластичностью

Такие камеры появились на рынке относительно недавно, но захватили некоторую часть рынка. Идея заключается в том, что материал камеры высоокэластичен и мягок. Мелкие проколы затягиваются,. Застрявшие острые предметы остаются внутри отверстия и не дают воздуху выходить как пробка. Кроме того, камера сама намного более эластична и поэтому прокол «словить» сложнее.

Штука эта новая и неоднозначная, но некоторой эффективностью обладает. Огорчает, разве что, высокая цена.

Заключение

Несмотря на большое количество разработок, классический вариант велосипедной шины сохраняет до сих пор небывалую популярность. Все инновации имеют пока довольно высокую стоимость и не лишены недостатков. Поэтому, иногда проще пользоваться по старинке обычными шинами и возить с собой запасную камеру. Ну а если случился прокол, то прочитайте и запомните, как правильно заклеивать камеру велосипеда.

Источник

Шины, которые не боятся проколов, впервые появятся на серийных авто

Безвоздушное колесо по целому ряду показателей превосходит радиальные бескамерные шины. Uptis уже в этом году будут устанавливать на серийные электромобили Chevrolet Bolt.

Безвоздушные шины от Michelin и General Motors называются Uptis — это аббревиатура от Unique Puncture-proof Tire System, «уникальная проколостойкая система шин». Конечная цель разработчиков — совершенно новое колесо для легковых автомобилей, которое придет на смену современным шинам и покрышкам. Этой темой Michelin занимается уже 14 лет.

GM планирует начать полевые испытания прототипа Uptis в этом году, оснастив новыми колесами электрические Chevrolet Bolt, сообщает New Atlas.

Безвоздушная технология обладает несколькими преимуществами и для водителя, и для окружающей среды — причем на протяжении всего цикла жизни. На производство шин расходуется меньше сырья и энергии, меньше испорченных покрышек заканчивают свою жизнь на свалках, они меньше изнашиваются из-за недостаточного или, наоборот, чрезмерного давления. Кроме того, такая шина никогда не лопнет прямо на дороге, создав аварийную ситуацию.

По словам представителей Michelin, около 12% шин отправляются на свалку преждевременно в результате взрывов, около 8% — из-за проблем с давлением.

Ежегодно автовладельцы выбрасывают 200 млн вышедших из строя до окончания срока эксплуатации шин.

Перейдя на Uptis с традиционной надувной шины, водитель не заметит особой разницы. По весу она соответствует среднему колесу — 22,5 кг, позволяет разгоняться, как обычно, и при этом экономит место в багажнике, где больше не нужно возить запаску.

Uptis — готовая к серийному производству версия системы Tweel, которую Michelin показала еще в 2005. В 2014 компания заявила о строительстве новой фабрики безвоздушных шин. Сейчас Tweel выпускают лишь для непассажирского транспорта, в частности, строительной и сельскохозяйственной техники.

Цены на Uptis пока не обнародованы, как и типы или размеры автомобилей, для которых эти колеса предназначены. Скорее всего, сначала на такие шины перейдут коммерческие службы — таксопарки и службы проката.

Для военной техники нужны колеса, отвечающие особым требованиям. Год назад DARPA представила разработку для вездеходов — колесо, которое меняет форму прямо на ходу.

Источник

Ранфлэт, или жизнь без проколов: изучаем технологии защищенных шин

Выход колес из строя в результате прокола или пореза остается одной из самых неприятных ситуаций для водителей уже полторы сотни лет. Способы борьбы с этой напастью искали с первых дней появления пневматических покрышек – и, кажется, решение наконец-то найдено. Сейчас продажи покрышек RunFlat составляют существенную долю в общем объеме поставок шин для легковых автомобилей. Такие покрышки, называемые еще самонесущими, составляют порядка 5% в объеме продаж легковых шин. А начиналось все в 1973 году с машин Rover P6 и Austin Mini, для которых изготовили первые RunFlat покрышки Total Mobility Tyre, переименованные позже в Dunlop Denovo. И это было первым опытом применения подобной технологии в сугубо гражданских целях на легковом автомобиле, просто потому что запасное колесо очень уж мешало. Почему без воздуха не обойтись и как пытались избежать проколов на протяжении всего этого времени – читайте ниже.

Почему внутри воздух

П ервые резиновые покрышки, которые пришли на смену деревянным и окованным ободьям, были непробиваемыми и совершенно не боялись гвоздей – более того, в каждом колесе машины тогда гвоздей и штатно могло быть несколько. Впрочем, ценились обода, собранные без единого гвоздя или болта – это считалось работой мастера. Но к началу автомобилизации планеты цельнодеревянные колеса, обитые резиной, были уже далеко не передовой технологией: настала пора пневматических шин.

Первый патент на привычную нам «пневматику» появился в 1848 году и был взят на имя Роберта Томпсона. Идея дошла и до практической реализации, причем тесты убедительно доказали превосходство пневматических шин перед твердыми колесами: тяговое усилие на твердом покрытии уменьшилось на 37%, а на гравии и грунте – на уже на 68%. И это не считая принципиального изменения в комфорте передвижения.

После истечения действия патента в 1878 году следующую попытку предпринял весьма известный и поныне Джон Данлоп: в 1888 он снова запатентовал пневматическую покрышку и начал серийное производство таких шин для велосипедов и конных повозок. Кстати, времена тогда были суровые, патентные тролли и просто прожектеры уже существовали, так что патентов на эту технологию на самом деле было довольно много. Но все они сводились к простым системам с камерой внутри покрышки или «пневмотрубкой» – камерой и шиной в одном флаконе.

На фото: Lanchester. Модель 1914 года

Проблема проколов остро стояла с самого начала, неприятности случались буквально каждую сотню километров. Это неудивительно, учитывая сколько гвоздей таилось в грязи грунтовых дорог – ведь основной тяговой силой были лошади, а их подковывали, и подковы крепились именно гвоздями. Повреждались и камеры, и сами покрышки. Корд был текстильным и очень слабым. Существенно ситуация улучшилась только в двадцатые годы с применением нейлонового корда и вискозы в составе покрышек, а также с переходом на металлокордные покрышки в середине века. Боролись с проколами простыми методами – дырки заклеивали, а у водителя в запасе всегда было несколько колес. Гонщики же, отправлявшиеся в дальние «раллийные» рейды, и вовсе везли с собой десятки «запасок».

Боремся с проколами: обойдемся без воздуха

В условиях уже полного доминирования пневматических покрышек на легковых автомобилях их применение на тяжелой технике и особенно военных машинах было крайне ограниченным. Тяжелый грузовик не поднять руками за ось, чтобы снять колесо и заменить покрышку. А в бою пневматика совершенно бесполезна – она легко пробивается пулями и осколками и повреждается даже колючей проволокой, а обездвиженная машина становится легкой мишенью. И заменить колесо под огнем, опять же, крайне сложно. Так что именно запросы военных в годы Первой мировой войны стали основной движущей силой в развитии непробиваемых шин.

Цельнорезиновые обода были не самым удачным решением, но инженеры быстро нашли вполне эффективную вариацию, годную для небольшой скорости. Наполненные эластичной массой в виде вспененного каучука или резиновых жгутов покрышки имели характеристики заметно лучше, чем у твердых ободьев. На твердом покрытии тяговое усилие уменьшалось на 20-30%, а на мягких грунтах на все 50% по сравнению с цельностальным колесом и резиновым облоем.

В дальнейшем прогресс подобного рода покрышек определялся именно характеристиками смеси-наполнителя. Правильно подобранная упругость позволяла на твердом покрытии и умеренной скорости получить характеристики, сравнимые с обычными покрышками. При этом шина не боялась повреждений, даже после попадания снаряда она оставалась на диске, и машина могла передвигаться.

К сожалению, с повышением скорости проявлялись и недостатки такого типа колес. Состав ощутимо нагревался при быстром движении, что приводило к вздутиям, разрывам и даже возгораниям покрышек. Жесткость состава по ободу неизбежно колебалась, и вибрации, а также высокая масса колеса разрушали ходовую часть машин. Прогресс в создании наполнителей позволил обеспечить безопасную скорость на уровне 50 километров в час, но, похоже, это предел, за которым конструкция потребовала серьезного усложнения.

На легковых автомобилях подобные колеса в двадцатом веке практически не применялись, ограниченное использование на ранних грузовиках и автобусах было связано со слабой несущей способностью пневматических покрышек и сложностями с заменой колес при проколах. Но со временем дороги стали лучше, а пневматика – крепче, и о гражданском применении гусматиков забыли.

Ажурные конструкции будушего

С появлением новых полимерных составов появилась и возможность создания эффективных решений такого рода в виде ячеистых структур с воздушным охлаждением на базе каркаса из полиуретана, углепластика и металла. Более высокая несущая способность современных пластиков и возможность компьютерного расчета сложных структур позволяет создавать конструкции с заданным модулем упругости в разных направлениях, что потенциально может быть применено для покрышек обычных «гражданских» автомобилей.

Отметились на поприще создания гражданских непневматических покрышек также компании Bridgestone, Polaris и Hankook, причем последняя уверенно продвигает технологию, выставляя все новые прототипы. Michelin даже обещал серийные покрышки такого рода к 2015 году, но, видимо, «что-то случилось»… Впрочем, вполне возможно, что мы увидим подобные колеса в ближайшее время – уж больно интересные возможности открывает технология. На городских машинках можно полностью отказаться от сложных подвесок, карданных валов, ШРУС, сайлентблоков и шаровых опор – ведь у такой покрышки жесткость в продольном и поперечном направлении не связаны, а значит, можно возложить на нее и функции подвески без ухудшения управляемости и сцепления с дорогой.

Как резервный вариант

Впрочем, с непневматическими шинами-гусматиками мы еще не закончили – они иногда скрываются под оболочкой обычной пневматики. Речь о шинах для бронированных машин, гражданских и не очень.

Гибрид пневматической покрышки и гусматика пытались разработать очень давно, еще в 30-е годы производились покрышки с цельнолитой внутренней частью, на которую монтировалась многокамерная шина. Например, компания Michelin представила в 1934 году покрышки подобной конструкции. Предназначались они в первую очередь для банковских броневиков и рейсовых троллейбусов. На машинах Chrysler в 1958 году появились покрышки Goodyear Tire и Rubber Company с несущим ободом – это позволяло решить проблему безопасности при быстрой потере давления в камерной резине, машина сохраняла управляемость при проколе колеса.

До массового внедрения бескамерной резины проблема была актуальной, и подобные технологии иногда появлялись как дополнительное оснащение для дорогих моделей машин. В семидесятые годы эти технологии применялись в шинах бронетранспортера Mowag Piranha: его высокопрофильные колеса имели внутри небольшую вставку, которая позволяла сохранить подвижность при серьезной потере давления.

Сейчас наследниками подобной технологии выступают, например, Michelin PAX и Bridgestone Support Ring System, которые применяются на машинах скрытого бронирования европейских и американских производителей. На ободе колеса смонтировано кольцо из полимера, а поверх надета пневматическая покрышка. В обычном режиме, когда в колесе есть давление, зазор между внешней покрышкой и ободом гусматика составляет несколько сантиметров, и автомобиль двигается, как на обычных колесах. А при проколе или другом повреждении колеса вставка обеспечит движение на скорости до 80 километров в час – конечно, с некоторой потерей управляемости. Подобные технологии используются и военными, правда, обычно в сочетании с «самозатягивающимися» покрышками и системой централизованной подкачки колес.

Починка на ходу

Рост скорости колесных машин вынудил военных в 50-е годы искать другие решения, помимо гусматиков. Отличное сочетание качеств дала как раз вышеупомянутая технология самозатягивающихся покрышек и система централизованной подкачки шин. Самоуплотняющийся состав на внутренней поверхности покрышки или специальная полимеризующаяся при проколе жидкость в сочетании с системой подкачки и аварийными ободами, как у Mowag Piranha, позволили отложить непневматические технологии на несколько десятков лет. Но поскольку нас интересует в первую очередь «гражданское» применение, надо отметить, что компания Continental выпускает покрышки с технологией ContiSeal для обычных легковых машин. Линейка включает шины практически любых необходимых размерностей, но с акцентом в основном на легкие спортивные авто – причем шины существуют и в зимнем исполнении. Технология позволяет избежать потери давления при проколах диаметром до 5 мм или не проникающих через дополнительный слой повреждениях, в том числе неглубоких порезах боковин.

Альтернативный вариант знаком многим владельцам родстеров BMW до «эпохи RunFlat ». Компрессор в багажнике и баллон с составом для заделки отверстий весьма эффективно решали проблему небольших проколов. Но тут владельцу в любом случае приходилось остановиться. Впрочем, подобное «улучшение» доступно любому автолюбителю с бескамерной покрышкой, и герметик вовсе не обязателен – иногда можно поставить ремонтный жгут самостоятельно и подкачать колесо или просто подкачать и доехать до ближайшего шиномонтажа.

Почему самонесущие?

Так почему же после стольких лет попыток сделать пневматику нечувствительной к проколам и выпуска множества различных конструкций, наконец, появилась технология, которая смогла закрепиться на рынке? Конечно, свою роль здесь играет прогресс в технологиях: с 1973 года утекло много воды, и RunFlat стала намного удобнее в применении благодаря появлению новых полимеров, которые позволяют создать достаточно мягкую боковину с высокой несущей способностью, но это не определяющий фактор. В первую очередь надо отметить, что причина, скорее, не в технологиях создания покрышек, а в автомобильном рынке.

Массу и внутренний объем машины стараются использовать как можно более эффективно. Огромный объем сервисной электроники, большое число сервисных механизмов, рост массы кузова из-за повышения требований к безопасности и увеличение мощности заставляют искать способы хотя бы сохранить общую массу машины за счет отказа от традиционных резервов. А вес запасного колеса и домкрата для современного кроссовера – уже очень существенная величина. Даже докатка получается громоздкой, иначе ее просто не «надеть» на огромные тормозные механизмы. К тому же стоимость современных высокотехнологичных колес составляет заметную долю в цене машины, и небольшое улучшение, способствующее повышению надежности, только приветствуется.

Дополнительным фактором, способствующим закреплению безопасных шин, стало развитие технологий контроля давления шин и улучшение подвесок. Система TPMS (контроля давления) позволяет избежать косвенных опасностей применения покрышек RunFlat в виде незаметности повреждения и вероятности перегрева и полного разрушения покрышки из-за этой оплошности. А прогресс в строении подвесок позволяет сохранить комфорт и управляемость в машине даже с жесткой боковиной, хуже фильтрующей неровности дорожного полотна.

В остальном самонесущие шины – это самый простой и технологичный способ перейти от обычных покрышек к проколоустойчивым. Отличия в технологиях создания шин, дисков и операциях шиномонтажа минимальны, а эффект – более чем достаточный для стран с развитой дорожной инфраструктурой. В технологии отсутствует избыточный запас прочности, который необходим для военного и полицейского применения, такие покрышки не рассчитаны на повреждения от взрывов, разнообразных заградительных полос и так далее, зато и цена решения сравнительно невелика.

И вместо глубоких выводов

Столько лет производители искали способы избежать или уменьшить риски проколов – и вот решение вроде бы найдено. Ведь 5% рынка покрышек – не так уж мало, но вместе с тем 95% – это обычные пневматические шины. За 150 лет они стали бескамерными, стойкими к проколам, порезам, ударам… Их настолько редко повреждают, что запасное колесо по сути стало бесполезным. В крайнем случае есть сотовый телефон и службы поддержки на дорогах. В совсем крайнем случае – эвакуатор. Сейчас безопасные шины интересны индустрии в первую очередь потому что эластомеры обладают прогрессивными характеристиками податливости, которые можно задать в широком диапазоне. И успех RunFlat, скорее всего, ничего не изменит – такие покрышки попросту нужны весьма ограниченному кругу покупателей.

Источник