המראה הכללי של גלגל מכונית עם דיסק מרכזי וצמיג מלא אוויר נוצר כבר מזמן ואישר את יעילותו. עם זאת, מנסים באופן קבוע לבנות מחדש מבנה כזה באופן קיצוני על מנת לשפר את המאפיינים הטכניים או הכלכליים שלו. מפופולריות מסוימת בהקשר זה נהנית מה שמכונה. צמיג ללא אוויר עם אלמנטים אלסטיים וללא גז דחוס..
סיפור ארוך
הגרסאות הראשונות של צמיגים ללא אוויר הופיעו כמעט בתחילת המאה שעברה. לעתים קרובות הסיבה להופעתם של פרויקטים כאלה הייתה מחסור בחומרים. מעצבים ניסו להחליף גומי קשה ויקר לעץ או מתכת רווחיים יותר. עד כה הבעיה של המחסור נפתרה, ופרויקטים חדשים קשורים רק לרצון לשפר את מאפייני השלדה.
עיצובים מוקדמים של צמיגים ללא אוויר הציעו לרוב חישוק מתכת ושפה חיצונית עם דריכה, המחוברים על ידי מערכת קפיצים בצורות ותצורות שונות. בתקופות שונות, נעשה שימוש במעיינות סליל או עלים. עיצובים כאלה פתרו בדרך כלל את המשימות שהוקצו להם, אך התברר כי הם מורכבים מדי ולא נוחים לתפעול. כתוצאה מכך, הם לא נכנסו לסדרה גדולה ולא זכו להפצה רחבה.
הצלחה יחסית הגיעה לצמיגים ללא אוויר רק עם פיתוח תוכניות חלל. התברר כי יש להצטייד ברוברים מסוג ה"לונוחוד "הסובייטי או ה- LRV האמריקאי בגלגלים ללא מצלמות ואוויר. לכן, המוצר LRV ממערכת אפולו קיבל צמיג אלסטי עשוי רשת מתכת עם דריכה מסודרת. עיצוב זה היה קל משקל, זעזועים דכאו, לא דרש תחזוקה והתאפיין בכושר שרידות גבוה.
חלק מהעיצובים של צמיגים ללא אוויר בשלבים שונים משכו את תשומת לב הצבא ואף הגיעו למבחני שטח. בשנים האחרונות חלה התעניינות מחודשת בהתפתחויות כאלה, ולא מדובר רק בפרויקטים לצבאות. יצרני צמיגים מובילים בוחנים בנייה ללא אוויר כחלופה משתלמת לגלגלים מסורתיים.
אולם עד כה, אף אחד מהדגמים הידועים לא הגיע לייצור והפעלה המוניים בתחום הצבאי או האזרחי. מהפכת התת -קרוויים נפגעת מגורמים אובייקטיביים.
עיצובים עכשוויים
שקול כמה מדגמי הצמיגים המודרניים ללא אוויר שפותחו בעשורים האחרונים. לכן, בעבר, פרויקט Airless: Resilient NPT על ידי Resilient Technologies היה ידוע ברבים. הוא נמצא בפיתוח מאז 2002 והגיע לבדיקות בסוף העשור. באמצעות חומרים פולימריים מודרניים שלא היו זמינים בעבר הרחוק, הצליחו המהנדסים האמריקאים ליצור עיצוב מעניין מאוד.
צמיג Airless: NPT Resilient הוא עיצוב מחלק אחד הכולל דיסק מרכזי להרכבה, שפה חיצונית עם דריכה וכלוב מיוחד בין לבין. האחרון עשוי בצורה של מבנה סריג של משושים וטרפזים לא סדירים. משקל המכונית מתחלק בין החישוק והגריל הנוקשים יחסית. יחד עם זאת, האלסטיות של המבנה מאפשרת לך להרטיב זעזועים.
בדיקות הראו כי צמיג ה- NPT Airless: Resilient NPU דומה לשיכוך צמיג פנאומטי מסורתי. הוא אינו מפחד מדקירות וניתן להשתמש בו כאשר 30% מרכיבי המסגרת ניזוקים. היה גם עלייה קטנה במסה.עם זאת, המוצר היה די קשה לייצור, דרש חומרים מיוחדים והיו לו מספר חסרונות נוספים. כתוצאה מכך, צמיגים מבית Resilient Technologies טרם נכנסו לצבא.
בשנת 2005 הציגה מישלן את צמיג הרעיון Tweel (Tire + Wheel). בעיצוב זה, הדיסק המרכזי והשפה החיצונית מחוברים על ידי "חישורים" בצורת V הפועלים לכל רוחב הצמיג. היזם דיבר על הפחתת משקל בהשוואה למוצרים מסורתיים, הגדלת המשאבים וכו '.
לאחר בדיקה ופיתוח, צמיג ה- Tweel פותח. ישנם שינויים במוצר זה לרכבים מסוגים שונים. בשנת 2012 החל אספקת צמיגים כאלה לבנייה ולמכונות חקלאיות. מאוחר יותר הופיעו דגמים חדשים של מוצרים כאלה עם תצורה אחרת של אלמנטים אלסטיים.
לברידג'סטון יש גם גרסה משלה של הצמיג חסר האוויר. היא מציעה לחבר את הדיסק ואת השפה באמצעות "חישורים" מעוקלים הממוקמים בתבנית חוצה. ריפוד זה איפשר להגדיל את הגמישות תוך שמירה על מאפיינים אחרים. עם זאת, לדגימות המוגמרות הייתה יכולת נשיאה מוגבלת, מה שהקטין את היקף היישום.
ישנן גרסאות אחרות של צמיגים ללא אוויר מסוגים שונים שהגיעו לבדיקות או אפילו לייצור. החיפוש אחר פתרונות חדשים ממשיך. מעצבים מנסים חומרים שונים, תצורות אלסטיות וכו '. עם זאת, היו רק הצלחות מוגבלות.
יתרונות וחסרונות
לצמיג ללא אוויר עם אלמנטים עמידים משולבים יש כמה יתרונות חשובים על פני הצמיג הפנאומטי המסורתי. הם אלה שקובעים את העניין המוגבר בעיצובים כאלה, שנצפתה עד כה.
היתרון העיקרי הוא שרידות מוגברת. לצמיג ללא אוויר אין תא אוויר והוא עמיד בפני פנצ'רים. היא גם לא מפחדת מהשפעות לוואי. בהתאם לארכיטקטורה, הביצועים נשמרים גם במקרה של פגיעה קשה במבנה התומך. אין צורך בשאיבה ובניטור לחץ, מה שמפשט את הפעולה. קיימת אפשרות לזנוח חישוק גלגלים גדול וכבד יחסית. כתוצאה מכך, מכלול הגלגלים קל יותר, מה שמקטין את המסה הלא קפיצה.
עם זאת, ישנן מספר בעיות שבגללן צמיגים כאלה אינם זוכים לפופולריות. קודם כל, זוהי דרישה מוגברת לחומרים. דורש גומי או פולימר עם גמישות מספקת, קשיחות גבוהה וחוזק לעומסים שונים. יש גם דרישות גבוהות לספיגה של אנרגיה מכנית והפיכתה לאנרגיה תרמית עם פיזור לאחר מכן.
כל זה מסבך ומייקר את עלות הייצור. בנוסף, לרוב הצמיגים יש הגבלת מהירות - בדרך כלל לא יותר מ- 70-80 קמ ש. האצה נוספת מגבירה את המתח המכני ומובילה גם להתחממות יתר בלתי מקובלת.
בניגוד לצמיגים פנאומטיים, לצמיגים חסרי אוויר יש קשיחות קבועה, ואתה צריך להחליף את הגלגלים כדי להחליף אותו. יחד עם זאת, חדירת לכלוך למבנה דרך הדפנות הפתוחות יכולה להשפיע לרעה על הנוקשות ומאפיינים אחרים. מנקודות מבט אלה, מבנים פנאומטיים רווחיים הרבה יותר.
כתוצאה מכך, צמיגים ללא אוויר עדיין משמשים בעיקר בתחום הרכבים הקלים בעלי מהירות ועומסים מוגבלים. הם מונחים על עגלות גולף, כמה עגלות, ציוד בנייה קומפקטי וכו '. כמו כן, הוקמה ייצור צמיגים לאופניים, קטנועים ומוצרים קלים אחרים. אספקת דגימות גדולות יותר עדיין מוטלת בספק.
סקרנות מבטיחה
השילוב הספציפי של מאפיינים טכניים, תפעוליים וכלכליים, כמו גם מספר מגבלות משמעותיות, עדיין לא מאפשרים לצמיגים ללא אוויר להיכנס לשוק רחב ולהתחרות ברצינות בעיצובים מסורתיים. כתוצאה מכך, שוק הצמיגים אינו משתנה - אם כי חברות שונות מציגות באופן קבוע מוצרים "מבטיחים" שונים.
עם זאת, יש לציין כי בכל זאת נכנסו לשוק מוצרים בודדים בעיצוב המקורי ואף מצאו את לקוחותיהם. ההצלחה נצפית בכמה נישות צרות למדי, בעוד שהכיבוש של המגזרים העיקריים בשוק מתברר כבלתי אפשרי. אין תנאים מוקדמים אובייקטיביים לשינוי מצב זה.
כך, אפשרויות שונות לצמיגים ללא אוויר עם אלמנטים אלסטיים משולבים באופן כללי שומרים על מעמד של פתרון מוזר לבעיה טכנית חשובה - ללא סיכויים מיוחדים בהקשר של יישום אמיתי.
מצד שני, לפרויקטים כאלה יכולות להיות תוצאות חיוביות שאינן קשורות ישירות לשימוש במוצרים מוגמרים. מנהיגי תעשייה מוכרים עם בסיס מדעי וטכני טובים עוסקים כעת בפיתוח צמיגים כאלה. במהלך פיתוח צמיגים ללא אוויר, ניתן ליצור חומרים, טכנולוגיות ועיצובים חדשים. והם יכולים למצוא יישום בפיתוח ושיפור צמיגים מסורתיים עם סיכויים פרקטיים ומסחריים אמיתיים.
