Het algemene uiterlijk van een autowiel met een centrale schijf en een met lucht gevulde band is lang geleden gevormd en bevestigde de effectiviteit ervan. Er worden echter regelmatig pogingen ondernomen om een dergelijke structuur radicaal te herbouwen om de technische of economische kenmerken ervan te verbeteren. Een zekere populariteit in deze context wordt genoten door de zogenaamde. airless band met elastische elementen en zonder gecomprimeerd gas..
Lang verhaal
De eerste varianten van airless banden verschenen bijna aan het begin van de vorige eeuw. Vaak was de reden voor het ontstaan van dergelijke projecten een tekort aan materialen. Ontwerpers probeerden het moeilijk bereikbare en dure rubber te vervangen door meer winstgevend hout of metaal. Tot op heden is het tekortprobleem opgelost en nieuwe projecten worden alleen geassocieerd met de wens om de eigenschappen van het chassis te verbeteren.
Vroege luchtloze bandontwerpen boden meestal een metalen velg en buitenrand met loopvlak, verbonden door een set veren in verschillende vormen en configuraties. Op verschillende momenten werden spiraal- of bladveren gebruikt. Dergelijke ontwerpen losten over het algemeen de toegewezen taken op, maar bleken te complex en onhandig om te bedienen. Als gevolg hiervan gingen ze niet in een grote serie en kregen ze geen brede verspreiding.
Relatief succes kwam alleen met de ontwikkeling van ruimteprogramma's voor luchtloze banden. Het bleek dat rovers van het type Sovjet "Lunokhod" of de Amerikaanse LRV moeten worden uitgerust met wielen zonder camera's en lucht. Het LRV-product van het Apollo-systeem kreeg dus een elastische band van metaalgaas met een geklonken loopvlak. Dit ontwerp was lichtgewicht, dempte schokken, vereiste geen onderhoud en onderscheidde zich door een hoge overlevingskans.
Sommige ontwerpen van luchtloze banden in verschillende stadia trokken de aandacht van het leger en bereikten zelfs veldtesten. De laatste jaren is er hernieuwde belangstelling voor dergelijke ontwikkelingen, en het gaat niet alleen om projecten voor de legers. Toonaangevende bandenfabrikanten kijken naar airless constructie als een levensvatbaar alternatief voor traditionele wielen.
Tot nu toe heeft geen van de bekende modellen echter de massaproductie en -operatie in de militaire of civiele sfeer bereikt. De onderwagenrevolutie wordt gehinderd door objectieve factoren.
Hedendaagse ontwerpen
Denk eens aan enkele van de moderne ontwerpen voor luchtloze banden die in de afgelopen decennia zijn ontwikkeld. Dus in het verleden was het Airless-project: Resilient NPT van Resilient Technologies algemeen bekend. Het is in ontwikkeling sinds 2002 en werd aan het einde van het decennium getest. Met behulp van moderne polymeermaterialen die in het verre verleden niet beschikbaar waren, konden Amerikaanse ingenieurs een zeer interessant ontwerp maken.
Airless Tyre: Veerkrachtige NPT is een ontwerp uit één stuk met een centrale schijf voor montage, een buitenrand met loopvlak en een speciale kooi ertussen. De laatste is gemaakt in de vorm van een roosterstructuur van onregelmatige zeshoeken en trapezoïden. Het gewicht van de auto wordt verdeeld tussen de relatief stijve rand en grille. Tegelijkertijd kunt u door de elasticiteit van de structuur schokken dempen.
Tests hebben aangetoond dat de Airless: Resilient NPT-band qua demping vergelijkbaar is met een traditionele luchtband. Het is niet bang voor lekke banden en kan worden gebruikt wanneer 30% van de frame-elementen beschadigd zijn. Er was ook een kleine winst in massa. Niettemin was het product vrij moeilijk te vervaardigen, vereiste het speciale materialen en had het een aantal andere nadelen. Daardoor zijn banden van Resilient Technologies nog niet het leger ingegaan.
In 2005 introduceerde Michelin de Tweel (Tire + Wheel) conceptband. In dit ontwerp zijn de middenschijf en de buitenrand verbonden door V-vormige "spaken" die over de gehele breedte van de band lopen. De ontwikkelaar sprak over het verminderen van het gewicht in vergelijking met traditionele producten, het vergroten van hulpbronnen, enz.
Na testen en ontwikkelen werd de Tweel-band ontwikkeld. Er zijn modificaties van dit product voor voertuigen van verschillende klassen. In 2012 begon de levering van dergelijke banden voor bouw- en landbouwmachines. Later verschenen nieuwe modellen van dergelijke producten met een andere configuratie van elastische elementen.
Bridgestone heeft ook een eigen versie van de airless band. Ze stelt voor om de schijf en de velg te verbinden met gebogen "spaken" die zich in een kriskras patroon bevinden. Deze demping maakte het mogelijk om de elasticiteit te vergroten met behoud van andere eigenschappen. De afgewerkte monsters hadden echter een beperkt draagvermogen, wat het toepassingsgebied beperkte.
Er zijn andere varianten van verschillende soorten airless-banden die zijn getest of zelfs in productie zijn genomen. De zoektocht naar nieuwe oplossingen gaat door. Ontwerpers proberen verschillende materialen, elastische configuraties, enz. Er zijn echter slechts beperkte successen geboekt.
Voor-en nadelen
De airless band met geïntegreerde verende elementen heeft een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van de traditionele luchtband. Zij zijn het die de tot nu toe waargenomen toegenomen belangstelling voor dergelijke ontwerpen bepalen.
Het belangrijkste pluspunt is een grotere overlevingskans. Een airless band heeft geen luchtkamer en is lekvrij. Ze is ook niet bang voor zijwaartse effecten. Afhankelijk van de architectuur blijven de prestaties behouden, zelfs in het geval van ernstige schade aan de draagconstructie. Pompen en drukbewaking zijn niet nodig, wat de bediening vereenvoudigt. Er is een mogelijkheid om een grote en relatief zware velg achter te laten. Hierdoor is het wielsamenstel lichter, wat de onafgeveerde massa vermindert.
Er zijn echter een aantal problemen waardoor dergelijke banden niet aan populariteit winnen. Allereerst is dit een toegenomen vraag naar materialen. Vereist rubber of polymeer met voldoende elasticiteit, hoge stijfheid en sterkte voor verschillende belastingen. Er zijn ook hoge eisen aan de absorptie van mechanische energie en de omzetting ervan in thermische energie met daaropvolgende dissipatie.
Dit alles compliceert en verhoogt de productiekosten. Bovendien hebben de meeste banden een snelheidslimiet - meestal niet meer dan 70-80 km / u. Verdere versnelling verhoogt de mechanische belasting en leidt ook tot onaanvaardbare oververhitting.
In tegenstelling tot luchtbanden hebben airless-banden een constante stijfheid en je moet de wielen verwisselen om deze te verwisselen. Tegelijkertijd kan het binnendringen van vuil in de structuur door de open zijwanden de stijfheid en andere kenmerken negatief beïnvloeden. Vanuit deze gezichtspunten zijn pneumatische constructies veel winstgevender.
Als gevolg hiervan worden airless-banden nog steeds voornamelijk gebruikt op het gebied van lichte voertuigen met beperkte snelheden en belastingen. Ze worden op golfkarretjes, enkele buggy's, compacte bouwmachines, enz. Ook is de productie van banden voor fietsen, scooters en andere lichte producten opgericht. Het verstrekken van grotere monsters is nog steeds ter discussie.
Een veelbelovende nieuwsgierigheid
De specifieke combinatie van technische, operationele en economische kenmerken, evenals een aantal belangrijke beperkingen, maken het nog niet mogelijk dat airless-banden een brede markt betreden en serieus concurreren met traditionele ontwerpen. Als gevolg hiervan verandert de bandenmarkt niet - hoewel verschillende bedrijven regelmatig verschillende "veelbelovende" producten presenteren.
Er moet echter worden opgemerkt dat individuele producten van het oorspronkelijke ontwerp niettemin op de markt kwamen en zelfs hun klanten vonden. Succes wordt waargenomen in verschillende vrij smalle niches, terwijl de verovering van de belangrijkste sectoren van de markt onmogelijk blijkt te zijn. Er zijn geen objectieve voorwaarden om deze situatie te veranderen.
Zo behouden verschillende opties voor luchtloze banden met geïntegreerde elastische elementen in het algemeen de status van een merkwaardige oplossing voor een belangrijk technisch probleem - zonder speciale vooruitzichten in de context van echte toepassing.
Aan de andere kant kunnen dergelijke projecten positieve resultaten hebben die niet direct gerelateerd zijn aan het gebruik van afgewerkte producten. Erkende marktleiders met een goede wetenschappelijke en technische basis houden zich nu bezig met de ontwikkeling van dergelijke banden. Tijdens de ontwikkeling van airless banden kunnen nieuwe materialen, technologieën en ontwerpen worden gecreëerd. En ze kunnen toepassing vinden in de ontwikkeling en verbetering van traditionele banden met echte praktische en commerciële perspectieven.
