Безвъздушните гуми. История. Плюсове. Минуси

От години слушаме за безвъздушните гуми, но къде са те?

При всички иновации, които сме виждали в автомобилната индустрия през последното столетие, една от най-интересните продължава да бъде безвъздушната гума.

Това е технология, която ефективно отстранява повечето, ако не и всички, недостатъци на вездесъщата пневматична гума (устойчива е на пробиване, на спукване и т.н.), но дори след безброй итерации и десетилетия на изследвания, технологията не е станала масова.

За какво въобще са ни безвъздушните гуми?

Първо, трябва да отговорим на въпроса: „Защо да създаваме безвъздушна гума?“ Традиционните гуми водят началото си от 1888 г., когато Джон Дънлоп оборудва велосипеда на сина си с първата конвенционална пневматична гума, за да го направи да вози по-меко. 

Няколко години по-късно френският производител на каучук Michelin въвежда технологията при леките автомобили и тя прави революция в индустрията, като улеснява по-комфортната возия, подобрява ефективността и позволява по-високи скорости.

Оттогава досега са постигнати много постижения в областта на гумите,
но все още има някои очевидни недостатъци на конструкцията, като най-големият е фактът, че те могат да се спукат. Независимо дали това е резултат от пирон, дупка или производствен дефект, фактът, че гумата ви може да се спука почти по всяко време, е не само скъп, но и потенциално опасен, ако се случи внезапно и при висока скорост.

Освен това традиционните гуми могат да доведат до проблеми поради неправилно напомпване. Повечето шофьори не отделят време, за да се уверят, че гумите им са правилно напомпани, което може да доведе до повече пари, похарчени на зарядната станция/бензинколонката, и до по-голямо натоварване на трансмисията. 

Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че леките автомобили с вътрешно горене използват около 4-7% от горивото си за преодоляване на съпротивлението при търкаляне на гумите, а при електромобилите това число скача до 25%.

Безвъздушните гуми имат за цел да решат тези и други проблеми, като изключат въздуха от уравнението. Вече няма опасни спуквания, неефективност поради лоша поддръжка и по-малко тегло, благодарение на това, че вече няма нужда от резервна гума или комплект за ремонт на гуми. 

Последното означава и повече място в багажника. Черешката на тортата е фактът, че ще имате нужда от по-малко комплекти през целия живот на автомобила, което означава по-малко похарчени пари и по-добро въздействие върху околната среда.

Историята на безвъздушните гуми

Десетилетия преди Michelin да смае света със своята конструкция на безвъдушна гума „Tweel“, през 1938 г. един отличен авиационен и автомобилен инженер на име Джеймс Върнън Мартин създава „безвъздушната безопасна гума“.

Според откъс от Popular Science гумите са били изработени от „обръчи от хикория, обвити с гума и снабдени с кръстосани спици от оребрена гума“. Обявени за „устойчиви на пробиване и изпускане“, колелата очевидно функционират толкова добре, че поемат почти цялото вертикално движение на тестови автомобил без пружини, докато той се движи по 10-сантиметрови блокове.

След като вижда потенциала на тази гума, Мартин създава още няколко патента за безвъздушни, сред които Lightweight Resilient Tire (лека гума с висока издръжливост), Easy Riding Tire (гума за лесно каране/търкаляне) и Elastic Tire (еластична гума). Еластичната гума използва каучук, залепен за успоредни огъващи се метални обръчи, които съставляват протектора на гумата, подобно на предишните. Позитивите на неговите гуми са били многобройни и всяка итерация е имала за цел да подобри предишната.

казва Мартин в патента си за Easy Riding Tire.

По-нататък той казва: „Още една цел е да се осигури гъвкав тип гума за изкачване на бордюри или коловози под малък ъгъл, която да се държи и да се приспособява към пътя, като същевременно оказва по-малко насилие върху осите при неравности по пътя.“

Този рядък видеоклип на военен тест на гумите по време на Втората световна война ви ги показва в действие върху джип Willy’s и е трудно да не видите потенциала им в сравнение с пневматичните гуми по онова време.

Недостатъци на безвъздушните гуми

И така, какво се случи? Човек би си помислил, че в перспективата на няколко десетилетия всички ще се возим на тази нова технология, но присъщите ѝ ограничения се оказаха много трудни за преодоляване.

В продължение на години единствените превозни средства, които са в състояние да използват технологията, са бавни и тежкотоварни машини, защото, въпреки че конструкциите са издръжливи, доскоро те се оказват неспособни да се справят с трудностите на масовия пазар.

При всички недостатъци на традиционните пневматични гуми, въздухът, използван в тях, прави две неща много добре – разсейва топлината и изглажда возията. Създаването на издръжлива, но не твърде твърда гума е достатъчно трудно, но необходимостта тя да бъде гъвкава и устойчива на топлина също е проблем. 

След това трябва да се погрижите ниското съпротивление при търкаляне, теглото на гумата и по-високата ѝ производствена цена. Пневматичните гуми също така ви позволяват да регулирате налягането на въздуха, за да компенсирате различните натоварвания и ситуации на сцепление.

Да не говорим, че тя трябва да може да тръгва, спира и завива също толкова добре, колкото и нормалната гума; в противен случай правителството на САЩ няма как да я одобри за използване на пътя. Има толкова много начини нещата да се объркат, че индустрията трябва да не бърза и да се увери, че всичко е наред още от самото начало, за да не бъдат загубени невинни животи в преследване на иновациите.

Кога можем да ги очакваме?

Плавният и стабилен подход не е толкова вълнуващ, но методичното му темпо е освободило място за много възможности на хоризонта.

През 2005 г. Michelin представи „Tweel“, комбинация от думите „Tire“ (гума) и „Wheel“ (колело), като разширение на дизайна на безвъздушната гума на Martin отпреди 60 години.

Тя използва централна твърда главина, заобиколена от гъвкави спици, които се свързват с външния протектор. Постоянното напрежение върху спиците позволява на гумите да осигуряват омекотяването и возията, които се предлагат от пневматична гума, а отвореното пространство осигурява по-добри възможности за охлаждане.

Продажбите на гумите започнаха през 2012 г., а към днешна дата са разширени до UTV, косачки за трева, колички за голф и мотокари.
Тези приложения са позволили на Michelin да тества и усъвършенства технологията допълнително, заедно с обявеното през 2019 г. партньорство с GM. 

Изпитана за първи път върху флотилия от автомобили Chevy Bolt в Мичиган, системата Uptis (Unique Puncture-proof Tire System) показа положителни резултати от тестовете при скорости до 209 км в час. Първоначално марката планира гумите да бъдат пуснати на пазара през 2024 г., но в момента плановете не се ангажират с конкретна дата.

Goodyear работи по безвъздушна гума, наречена NexTrek, като планира да я пусне на пазара до 2030 г. Миналата година гумите бяха демонстрирани от Tesla Model 3, който се движеше по състезателна писта, и изглежда, че те се справят със задачата почти толкова добре, колкото и традиционните гуми.

Компании като Bridgestone и Hankook също представиха свои версии, въпреки че не е обявена дата за пускането им на пазара. Наред с компаниите за производство на гуми, Toyota представи безвъздушни, за да подпомогне ефективността на електрическите превозни средства, автомобилният сайт CarBuzz откри патент на Ford за нов дизайн на джанта, насочен специално към безвъздушните гуми, а Nissan проучва още по-радикални варианти за дизайн на технологията.

По безвъздушни гуми работят сериозно както от автомобилни производители, така и от компании за гуми, което обикновено предполага, че пробивът е неизбежен и наличността им „на рафта“ е също толкова скоро. И все пак най-добрият отговор за това кога ще можете да се сдобиете с комплект за вашия автомобил е „когато са готови“.