Opći izgled kotača automobila sa središnjim diskom i gumom ispunjenom zrakom formiran je davno i potvrdio je njegovu učinkovitost. Međutim, redovito se pokušava radikalno obnoviti takva struktura kako bi se poboljšale njezine tehničke ili ekonomske karakteristike. Određenu popularnost u ovom kontekstu uživaju tzv. guma bez zraka s elastičnim elementima i bez komprimiranog plina.
Duga priča
Prve varijante pneumatika bez zraka pojavile su se gotovo početkom prošlog stoljeća. Često je razlog za nastanak takvih projekata bio nedostatak materijala. Dizajneri su pokušali zamijeniti teško dostupnu i skupu gumu profitabilnijim drvom ili metalom. Do danas je problem nedostatka riješen, a novi projekti povezani su samo sa željom da se poboljšaju karakteristike šasije.
Rani modeli bezzračnih guma najčešće su nudili metalni naplatak i vanjski rub s gazištem, povezani nizom opruga različitih oblika i konfiguracija. U različito vrijeme korištene su zavojnice ili lisnate opruge. Takvi su projekti općenito rješavali dodijeljene zadatke, ali se pokazalo da su previše složeni i nezgodni za rukovanje. Kao rezultat toga, nisu otišli u veliku seriju i nisu dobili široku distribuciju.
Relativni uspjeh došao je do pneumatika bez zraka tek razvojem svemirskih programa. Pokazalo se da bi roveri tipa sovjetskog "Lunokhoda" ili američkog LRV -a trebali biti opremljeni kotačima bez kamera i zraka. Dakle, LRV proizvod iz sustava Apollo dobio je elastičnu gumu izrađenu od metalne mreže s zakovanim gazištem. Ovaj je dizajn bio lagan, prigušio udarce, nije zahtijevao održavanje i odlikovao se visokom preživljavanjem.
Neki od dizajna guma bez zraka u različitim su fazama privukli pozornost vojske, pa su čak dosegli i terenska ispitivanja. Posljednjih godina obnovljen je interes za takav razvoj događaja, a ne radi se samo o projektima za vojske. Vodeći proizvođači guma gledaju na konstrukciju bez zraka kao održivu alternativu tradicionalnim kotačima.
Međutim, do sada niti jedan od poznatih modela nije dosegao masovnu proizvodnju i rad u vojnoj ili civilnoj sferi. Revoluciju podvozja ometaju objektivni čimbenici.
Suvremeni dizajn
Razmotrimo neke od modernih dizajna pneumatskih guma razvijenih posljednjih desetljeća. Tako je u prošlosti projekt Airless: Resilient NPT tvrtke Resilient Technologies bio nadaleko poznat. U razvoju je od 2002. godine, a testiranje je stiglo krajem desetljeća. Koristeći moderne polimerne materijale koji u dalekoj prošlosti nisu bili dostupni, američki inženjeri uspjeli su stvoriti vrlo zanimljiv dizajn.
Gume bez zraka: Elastični NPT jednodijelni je dizajn koji uključuje središnji disk za montažu, vanjski rub s gazištem i poseban kavez između njih. Potonji je izrađen u obliku rešetkaste strukture nepravilnih šesterokuta i trapeza. Težina automobila raspoređena je između relativno krutog oboda i rešetke. Istodobno, elastičnost strukture omogućuje vam vlažne udarce.
Testovi su pokazali da je pneumatik Airless: Resilient NPT guma usporediva u prigušivanju s tradicionalnom pneumatskom gumom. Ne boji se probijanja i može se koristiti kada je oštećeno 30% elemenata okvira. Također je došlo do malog povećanja mase. Ipak, proizvod je bio prilično težak za proizvodnju, zahtijevao je posebne materijale i imao je niz drugih nedostataka. Zbog toga gume tvrtke Resilient Technologies još nisu ušle u vojsku.
Godine 2005. Michelin je predstavio konceptnu gumu Tweel (Tire + Wheel). U ovom dizajnu središnji disk i vanjski naplatak povezani su "žbicama" u obliku slova V koje se protežu cijelom širinom gume. Programer je govorio o smanjenju težine u usporedbi s tradicionalnim proizvodima, povećanju resursa itd.
Nakon ispitivanja i razvoja, razvijena je guma Tweel. Postoje izmjene ovog proizvoda za vozila različitih klasa. 2012. započela je opskrba ovakvih guma za građevinske i poljoprivredne strojeve. Kasnije su se pojavili novi modeli takvih proizvoda s drugačijom konfiguracijom elastičnih elemenata.
Bridgestone također ima svoju verziju pneumatika bez zraka. Ona predlaže povezivanje diska i ruba sa zakrivljenim "žbicama" smještenim u križ. Ovo ublažavanje omogućilo je povećanje elastičnosti uz zadržavanje drugih karakteristika. Međutim, gotovi uzorci imali su ograničenu nosivost, što je smanjilo opseg primjene.
Postoje i druge varijante bezzračnih guma raznih vrsta koje su došle do ispitivanja ili čak do proizvodnje. Potraga za novim rješenjima se nastavlja. Dizajneri isprobavaju različite materijale, elastične konfiguracije itd. Međutim, postignuti su samo ograničeni uspjesi.
Prednosti i nedostatci
Guma bez zraka s integriranim elastičnim elementima ima nekoliko važnih prednosti u odnosu na tradicionalne pneumatske gume. Oni su ti koji određuju povećani interes za takve dizajne, koji je dosad primijećen.
Glavni plus je povećana preživljavanje. Guma bez zraka ima zračnu komoru i otporna je na probijanje. Također se ne boji nuspojava. Ovisno o arhitekturi, performanse se održavaju čak i u slučaju ozbiljnog oštećenja noseće konstrukcije. Nema potrebe za crpljenjem i nadzorom tlaka, što pojednostavljuje rad. Postoji mogućnost napuštanja velikog i relativno teškog naplatka. Zbog toga je sklop kotača lakši, što smanjuje masu bez opruga.
Međutim, postoji niz problema zbog kojih takve gume ne stječu popularnost. Prije svega, ovo je povećana potražnja za materijalima. Zahtijeva gumu ili polimer s dovoljnom elastičnošću, velikom krutošću i čvrstoćom na različita opterećenja. Također postoje visoki zahtjevi za apsorpciju mehaničke energije i njezinu transformaciju u toplinsku energiju s naknadnim rasipanjem.
Sve to komplicira i povećava troškove proizvodnje. Osim toga, većina guma ima ograničenje brzine - obično ne više od 70-80 km / h. Daljnje ubrzanje povećava mehaničko naprezanje i dovodi do neprihvatljivog pregrijavanja.
Za razliku od pneumatskih guma, gume bez zraka imaju stalnu krutost, pa morate promijeniti kotače da biste je promijenili. Istodobno, ulazak prljavštine u konstrukciju kroz otvorene bočne stranice može negativno utjecati na krutost i druge karakteristike. S ovih gledišta, pneumatske konstrukcije su mnogo isplativije.
Zbog toga se gume bez zraka još uvijek koriste uglavnom u području lakih vozila s ograničenim brzinama i opterećenjima. Stavljaju se na kolica za golf, neke kolica, kompaktnu građevinsku opremu itd. Također, uspostavljena je proizvodnja guma za bicikle, skutere i druge lake proizvode. Dobava većih uzoraka i dalje je upitna.
Zanimljivost koja obećava
Specifična kombinacija tehničkih, operativnih i ekonomskih karakteristika, kao i niz značajnih ograničenja, još uvijek ne dopuštaju ulazak pneumatika bez zraka na široko tržište i ozbiljno konkuriranje tradicionalnim dizajnom. Zbog toga se tržište guma ne mijenja - iako različite tvrtke redovito predstavljaju različite proizvode koji obećavaju.
Međutim, valja napomenuti da su pojedinačni proizvodi izvornog dizajna ipak ušli na tržište i čak našli svoje kupce. Uspjeh se opaža u nekoliko prilično uskih niša, dok se osvajanje glavnih sektora tržišta pokazuje nemogućim. Ne postoje objektivni preduvjeti za promjenu ove situacije.
Stoga različite opcije za pneumatske gume s integriranim elastičnim elementima općenito zadržavaju status znatiželjnog rješenja važnog tehničkog problema - bez posebnih izgleda u kontekstu stvarne primjene.
S druge strane, takvi projekti mogu imati pozitivne rezultate koji nisu izravno povezani s uporabom gotovih proizvoda. Priznati čelnici industrije s dobrom znanstvenom i tehničkom bazom sada se bave razvojem takvih guma. Tijekom razvoja pneumatika bez zraka, mogu se stvoriti novi materijali, tehnologije i dizajn. Oni mogu pronaći primjenu u razvoju i poboljšanju tradicionalnih guma sa stvarnim praktičnim i komercijalnim izgledima.
