Радик, 36 - 6 января 2013 05:11

Шины будущего: в цвет кузова и не боятся проколов

Перед поездкой на завод компании Michelin, что расположен во французском Клермон-Ферране, я думал, что «новинки шинной индустрии» — это ужасно скучно. Ну, скажите, кому интересен новый рисунок протектора? Но поездка оказалась фантастической! Оказывается, уже придуманы и цветные шины, и покрышки, которые не боятся проколов, а ещё инженеры предлагают поместить внутрь колеса... двигатель и подвеску. Вот оно, шинное будущее!

Увеличить

Пневматические покрышки, которые принято называть автомобильными, появились намного раньше самих автомобилей. Если днём рождения современного автотранспорта принято считать 29 января 1886 года (именно тогда Карл Бенц получил патент на самодвижущийся экипаж собственной конструкции), то первая шина была запатентована Робертом Томсоном почти на полвека раньше, 10 июня 1846 года. На деревянное колесо, обитое металлическим обручем, англичанин надел камеру, состоящую из нескольких слоёв парусины, пропитанных каучуком, а сверху — «покрышку» из кусочков кожи, скреплённых заклёпками.

Увы, но начать выпуск «воздушного колеса» британцу не удалось, и следующее «изобретение» автомобильной покрышки состоялось в конце XIX столетия, в 1888 году, когда Джон Данлоп нацепил на колёса велосипеда своего маленького сынишки обручи из садового шланга, а затем накачал их. Это был успех! В июне 1889-го на центральном стадионе Белфаста спортсмен-велосипедист Уильям Хьюм, которого конкуренты считали не просто середняком, а скорее аутсайдером, сменил колёса своего «болида» на пневматические, конструкции Данлопа, и выиграл все — абсолютно все! — заезды, в которых участвовал.
Увеличить
В конце XIX века 100 км/ч считались недостижимым скоростным рубежом для автомобилей. Более того — врачи считали, что если машина разгонится до 70 км/ч, то водитель умрет от остановки сердца. Эту легенду удалось развенчать 29 апреля 1899 года, когда бельгиец Камиль Женатци на собственноручно сконструированном электромобиле (!) La Jamais Contente (фр. «Всегда недовольная») разогнался до 105,882 км/ч. Шины для рекордного автомобиля изготовила компания Michelin

После этого слава новых колёс, которые нужно накачивать воздухом, покатилась как велосипед на пневмошинах — быстро и уверенно. Вскоре инженеры из разных стран предложат отделять камеру от покрышки, придумают быстрые способы монтажа шин... Но поставить пневматическую шину, которая подходила для велосипедов и повозок, на автомобиль не решался никто — тогда казалось, что узенькая «резина» просто не выдержит тяжёлую машину. Обратное доказали Андре и Эдуард Мишлены: в 1895 году братья заявили на гонку «Париж-Бордо» автомобиль на пневмошинах, который успешно преодолел 1200 километров маршрута.

Но если Джону Данлопу было достаточно надеть на колёса велосипеда поливочный шланг, то сегодня перед инженерами-шинниками стоят гораздо более сложные задачи — в одной покрышке нужно совместить «разнополярные» свойства. Вот пример. При движении автомобиля по причине нагрева и деформации шины 20% энергии тратится на преодоление сопротивления качению. Вывод? Нужно уменьшить деформацию, сделать шины более жёсткими! Но тогда пострадают управляемость (поскольку уменьшится площадь пятна контакта) и комфорт (жёсткая «резина» хуже глотает неровности)...

Кто мог подумать, что «круглое чёрное колесо» состоит из стольких компонентов? Борт (металлическое кольцо, покрытое слоем резины) позволяет покрышке герметично садиться на обод колёсного диска, боковая часть делается достаточно прочной, чтобы сберечь колесо от боковых повреждений, брекер, расположенный между каркасом и протектором и состоящий из толстого слоя резины и корда, придаёт шине жёсткость, протектор обеспечивает необходимое сцепление между шиной и дорогой

Вот и приходится инженерам балансировать между взаимоисключающими параметрами, в одном продукте увязывая комфорт, управляемость, износостойкость и экономичность. Так что не удивляйтесь, что современная покрышка — это слоёный пирог из нескольких сортов резины и разных видов корда (см. схему), которые нужно постоянно совершенствовать, чтобы создавать новые поколения шин. Над «выпечкой» новых «пирогов» работают химики и технологи, инженеры и испытатели, а доводка каждого продукта — многоступенчатый процесс: от компьютерных исследований до реальной обкатки.

Но развитие технологий практически не коснулось исходного сырья! Как и братья Мишлен, современные шинники использют натуральный каучук и даже приводят статистику: в каждом автомобиле используется не меньше 250 кг этого материала, из которого сделаны и покрышки. Причём отказываться от натурального латекса химики не планируют, так как синтетические аналоги слишком дороги и не всегда хороши по своим характеристикам. Вот так! Но без искусственных эластомеров не обойтись, если дело касается технологий будущего, например, шин, что не боятся проколов. Впрочем, давайте по порядку.
Изобретая колесо

Что получится, если внутрь колеса встроить электромотор? Правильно, мотор-колесо. В этом случае автомобиль получает множество преимуществ: во-первых, машине больше не требуется трансмиссия (сцепление, коробка передач, приводы — всё это становится лишним), во-вторых, здорово повышается маневренность — колёса могут вращаться с разной скоростью и в разных направлениях... Этот список можно продолжать и дальше, но недостатки подобных конструкций тоже существенны. Первый и самый главный — масса: чем тяжелее колесо, тем хуже управляемость автомобиля и плавность хода.

Правда, инженеры Michlen заявляют: эта проблема решаема. В рамках проекта Acti

• 
• 
•