В статье авторы рассматривают перспективные пути развития колесных движителей.
Ключевые слова : колесный движитель, колеса будущего.
Колесо было изобретено за 5000 лет до нашей эры, оно дошло до нас практически в первозданном виде, но всё рано или поздно меняется. Пришло время меняться и ему. Почему? Сейчас потребители тяготеют к высоким показателям скорости, комфортности и, конечно же, надежности.
Представляем вашему вниманию перспективные разработки со всех уголков мира, авторы которых стремились сделать нашу жизнь лучше.
В годы Первой и Второй мировых войн для некоторых видов техники применялись гусмастиковые шины, в которых вместо воздуха применялся гусмантический состав — смесь глицерина и желатина, а в дальнейшем в качестве наполнителя использовали губчатую резину. Такие колёса не боятся проколов, порезов и других повреждений. Однако со временем возросли скорость переброски и передвижения техники. К сожалению, эти шины не отвечали предъявляемым к ним требованиям, и от такой технологии пришлось отказаться.
Рис. 1. Безвоздушные шины производства AIRLESS: Resilient
Однако сейчас с развитием науки и средств производства к гусмастиковым шинам могут вернуться. Так, компаниями AIRLESS: Resilient и Michelin была предложена конструкция шин, в которых используются резиновые спицы специального сечения или каркас в виде пчелиных сот вместо воздуха. Хоть проблема использования на высоких скоростях ещё не решена полностью, однако уже сейчас опытная версия позволяет достигать 70 и 170 км/ч.
Рис. 2. Безвоздушные шины производства Michelin
Основным преимуществом данного типа колёс является увеличенный срок службы по сравнению с обычными покрышками, а также возможность их эксплуатации при повреждениях до 30 %.
В настоящее время в этом направлении развития компания Michelin занимает лидирующие позиции. Массовое производство шин, которые уже сейчас имеют отличные показатели управляемости, качественные и скоростные характеристики, планируют начать уже в 2024 году.
Другим направлением развития колёс стала изменяемая геометрия — в зависимости от поверхности дороги, погодных условий, скоростного режима и совершаемых водителем манёвров.
Один из вариантов исполнения колеса с изменяемой геометрией — это секционные колеса. Так, Charles Pyott предложила систему динамического изменения колеса DAWS (Dynamically Augmenting Whell System). Система позволяет менять положение центра тяжести без потери скорости. Этот эффект достигается за счёт горизонтального смещения сегментов колеса относительно друг друга.
Рис. 3. Система динамического изменения колеса DAWS
Другой вариант, разработанный южнокорейскими инженерами, представляет собой многосекционное колесо, оснащенное 24 спицами, обладающими 15 степенями свободы.
Рис. 4. Многосекционное колесо
Компания Hankook Tires каждые два года проводит конкурс под названием Design Innovation. В этот раз он был проведён во взаимодействии с Королевским колледжем искусств (Великобритания). Победителями конкурса стали следующие проекты: HLS 23, Aeroflow и Hexonic.
Рис. 5. Победители конкурса Design Innovation
Aeroflow — проект шин для гоночных автомобилей. Шины обеспечивают более эффективное охлаждение тормозных дисков за счет продольного разделения и перенаправления воздушных потоков.
Шины HLS-23 могут быть объединены в группы для транспортировки тяжёлых грузов, при этом колеса могут работать независимо, что обеспечивает высокую маневренность передвижения. Предлагается использование таких колёс на коммерческих автомашинах.
Hexonic-колеса разработаны для автопилотов завтрашнего дня. В конструкции применено множество датчиков, собирающих данные о состоянии транспортного средства и дорожного покрытия, а особый материал шин позволяет изменять рисунок протектора в зависимости от погодных условий.
И снова нас удивляют представители Южной Кореи, в этот раз компания Kumbo. Она представила шины-трансформеры, которые способны приспосабливаться к дорожным условиям в режиме реального времени, обеспечивая максимальное сцепление в любых условиях погоды, дороги и времени года.
Рис. 6. Шины трансформеры от компании Kumbo
В далёком 2004 году на экранах появился фильм: «Я, робот», в некоторых эпизодах которого был виден автомобиль Audi со сферическими колесами. Тогда это была фантастика, а сейчас — уже реальность.
Калифорнийские студенты заразились идеей создания транспорта со сферическими колёсами, однако столкнулись с проблемой разработки для этих колёс специальной подвески и привода. На данном этапе они производят расчет деталей конструкции и их испытания.
Рис. 7. Проект мотоцикла со сферическими колесами
А пока студенты изобретают новый мотоцикл, компания Goodyear Tire & Rubber Company в рамках 86-го Международного автосалона, проходившего в Женеве, представила концепт сферической подвески — Eagle 360.
Рис. 8. Концепт сферической подвески Eagle 360
Как заявили изобретатели, движение этих колёс будет осуществляться за счёт расположенных внутри разнонаправленных электродвигателей, однако и это предложение наткнулось на проблему отсутствия рабочей технологии магнитной левитации.
Французские коллеги из компании Citroen разработали уже рабочую платформу под названием Skate, также используя сферическую форму колес, однако её скоростные показатели пока оставляют желать лучшего — максимум этой платформы установлен в 25 км/ч. Сделано это из соображений безопасности, так как инженерам ещё не полностью известны способности своего детища.
Рассмотренные выше концепты и опытные образцы представляют на данном этапе основные пути развития колесных движителей в различных сферах деятельности общества. В той или иной мере все эти образцы превосходят существующие модели шин и колёс по различным эксплуатационным показателям: скоростным характеристикам, показателям манёвренности и надёжности. Все эти изобретения все больше приближают транспортные средства к машинам будущего из известной всем научной фантастики.
Литература:
- http://techvesti.ru/node/909 (доступ осуществлен 4.10.21г).
- https://krotov.org/auto/razrabotan-novyj-motocikl-s-3-d-kolesami.html (доступ осуществлен 4.10.21г).
- https://koleso.temaretik.com/946361272773380400/kolesa-buduschego-kak-ih-predstavlyayut-segodnya/ (доступ осуществлен 5.10.21г).
- https://progress.online/tehnologii/4357-kompaniya-hankook-pokazala-kak-budut-vyglyadet-kolesa-budushchego (доступ осуществлен 5.10.21г).
- http://www.autozap.biz/news/articles/katimsya_v_budushchee/ (доступ осуществлен 5.10.21г).
