РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Эластичное будущее: Шины

Это случается каждый год с приходом весны. Автолюбители устремляются в шиномонтаж, чтобы сменить «обувку» на летний вариант и ознакомиться с последними новинками. «Популярная механика» выяснила, что будут «носить» наши автомобили в этом сезоне... а также через 10 и 50 лет

Принято считать, что летние шины разработать проще, чем зимние. Последние должны удовлетворять примерно тем же требованиям, что и летние, но при более низких температурах. Плюс еще к торможению и управляемости на сухом и мокром покрытии добавляются те же характеристики на снегу, льду и снежноводяной каше. Однако и разработка летней резины — непростая задача, в особенности это касается «скоростных» шин для мощных автомобилей.

Встречают по одежке

Первое, что оценивает потенциальный покупатель, — это, конечно, рисунок протектора. Существует три основных типа рисунков.

Симметричный рисунок наиболее прост и технологичен в разработке и изготовлении. Дело в том, что инженеры могут несколько «сэкономить», разработав только половину шины, а потом зеркально отразив рисунок. Однако такой подход предоставляет конструкторам меньшую гибкость в реализации заданных характеристик.

Направленный рисунок, как правило, используется для шин, которые оптимизированы не для отточенной управляемости, а для торможения и разгона. Он отлично подходит для зимних шин, поскольку одна из их главных задач — обеспечение торможения на льду и проходимости на снегу и снежной каше. Направленный рисунок протектора также используется в летних «дождевых» шинах, поскольку способствует быстрому удалению воды из пятна контакта, помогая лучше противостоять аквапланированию.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Асимметричный рисунок протектора предоставляет конструкторам гораздо больше возможностей, чем другие типы дизайна. На одну сторону шины, например, можно перенести более жесткие блоки протектора, оптимизированные для точной управляемости в поворотах, а  другую отвести под блоки, отвечающие за более эффективное торможение. Так совмещаются принципиально разные функции, реализация которых зачастую невозможна в других типах дизайна.

Однако разработка асимметричной шины — несколько более сложный процесс. Поскольку рисунок левой и правой половин различается, эту разницу и смещение блоков друг относительно друга нужно учитывать при оптимизации уровня шума (чтобы удары блоков по дорожному покрытию не попадали в резонанс). Зато именно такой дизайн, как правило, предпочитают ставить на конвейер производители автомобилей  - в отличие от направленного дизайна, асимметричный намного более технологичен, поскольку не предусматривает разделения на «левые» и «правые» колеса при монтаже.

Прощай, запаска?

Одна из современных тенденций шинного рынка — появление несколько лет назад шин типа Run on Flat (ROF). Такие шины, снабженные более жесткой усиленной боковиной, позволяют продолжить движение с частично или даже полностью спущенным колесом (или колесами). Сейчас такими шинами (марки Goodyear) оснащаются на заводе многие модели BMW и некоторые модели Mercedes. Но Жан-Пьер Жозетт, директор по технологиям шин для легковых автомобилей европейского отделения компании Goodyear (одного из пионеров этой технологии), уверен в том, что Run on Flat ждут блестящие перспективы: «Поскольку при использовании таких шин водитель просто может не заметить прокола, а пробег их ограничен (около 80 км при скорости 80 км/ч), установка таких шин на автомобиль требует наличия контроля давления в шинах (TPMS, Tire Pressure Monitoring System). Пока таких машин не очень много, но с 2014 года этой системой будут оснащаться абсолютно все выпускаемые автомобили, и для шин Run on Flat откроется новый сектор рынка — розничный. Скорее всего, именно желание частных покупателей подстегнет и производителей автомобилей. За небольшую разницу в цене покупатель получит шину с нужными ему характеристиками, плюс еще безопасность (при пробитии колеса на высокой скорости это может спасти жизнь), мобильность и комфорт (не нужно менять колесо под дождем, снегом, на морозе). В остальных аспектах такая шина полностью идентична обычной, это просто эволюционное развитие обычных шин. Поэтому я уверен, что такие шины в конечном итоге станут стандартными для всех автомобилей и вытеснят обычные, подобно тому как бескамерные шины в свое время вытеснили камерные».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ближайшее будущее

Как будет идти эволюция автомобильных шин в ближайшем будущем? Останутся ли они пневматическими? «Концепции непневматических шин достаточно интересны, но они представляют собой нишевые решения, — говорит Жан-Пьер Жозетт. — У Goodyear есть подобная шина, сплетенная из стальных пружинок, Moon Tire, сделанная для лунного ровера. У Michelin есть Tweel, с которым сейчас экспериментируют военные. Но для массового автомобильного рынка эти решения не подходят».

Основные усилия конструкторов, по словам Жан-Пьера, сосредоточены на снижении массы за счет оптимизации конструкции: «Мы просто уменьшаем толщину шины в соответствующих местах. Но рано или поздно мы достигнем предела, и стенки шины уже не смогут выдерживать заданные нагрузки. Уже через несколько лет нам просто будет нечего удалять! Поэтому следующий по важности вполне логичный шаг — это поиск новых материалов, более прочных и легких. Резина как основа пока еще не исчерпала своих возможностей — резиновые смеси состоят из сотен ингредиентов, так что это многие десятки и сотни тысяч комбинаций, замены этому фантастическому материалу мы пока не видим. Однако можно работать с наполнителями — например, замена стального корда на полимерный позволит сделать шины более жесткими и легкими. Goodyear экспериментирует с карбоновым кордом, хотя это пока достаточно дорого».

Второй важный аспект, необходимый для создания пневматических шин с выдающимися характеристиками, - это более полное понимание физики контакта шины с дорогой, управление формой пятна и распределением давления в пятне контакта, а также изучение поведения материалов при различных температурах (в  том числе, скажем, и материалов с памятью). Еще одна интересная концепция — это использование «трехмерных» (многослойных) конструкций протектора, позволяющих заранее программировать поведение шины по мере износа. Примером такого подхода может служить выпущенная в 2008 году модель Goodyear Optigrip с технологией SmartWear, благодаря которой характеристики шины сохраняются практически на одном уровне независимо от износа протектора.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

2021, 2061 и далее

Поговорив о будущем, «ПМ» не смогла удержаться, чтобы не задать Жан-Пьеру вопрос о том, какими шинами наши читатели смогут оснастить свои автомобили через 10, 50... и 100 лет. «На первый вопрос ответить довольно просто, - говорит Жан-Пьер, — ведь ключевые технологии таких шин разрабатываются уже сейчас или начнут разрабатываться в ближайшее время. В 2021 году идеальная шина будет превосходить нынешние образцы по всем характеристикам: тормозной путь на сухой и мокрой дороге будет на 15% короче, сопротивление качению  - на 20−30% меньше. Ресурс шины на 20% больше  - да, именно больше, производителям невыгодно уменьшать ресурс, поскольку рынок требует увеличения этого параметра. И, без всякого сомнения, шина-2021 будет типа Run on Flat. Будущее шины 2061 года предсказать намного труднее. Во-первых, совершенно неизвестно, будет ли она по-прежнему пневматической, особенно если в материаловедении за это время произойдет какая-нибудь революция. Характеристики ее предсказать тоже достаточно сложно, однако позволю себе озвучить голубую мечту конструкторов: чтобы тормозной путь такой шины на сухом, мокром, обледеневшем покрытии был одинаковым. Понятно, что для реализации этой мечты необходимы совершенно новые, ‘умные' материалы, способные изменять свои свойства и форму в зависимости от внешних условий. Чтобы придумать такие материалы, у нас есть еще 50 лет. С шиной 2111 года все еще сложнее. Прежде всего напомню, что шины нужны людям не сами по себе, а я лично далеко не уверен, что через 100 лет мы все еще будем ездить на автомобилях. Может, это будут звездолеты, которым понадобятся шины для посадочных шасси? Если у вас есть идеи на этот счет — мы с удовольствием их выслушаем... и, возможно, реализуем, когда придет время».

Загрузка статьи...