تایرهایی که پنچر نمی‌شوند

تایرهای بدون باد Tweel

سال‌هاست سازندگان تایر در سطح دنیا در تلاشند از فناوری‌های جدیدتری در ساخت تایر استفاده کنند. سال 1970 ناسا از تایرهای بادی برای ساخت خودروی ماهنورد استفاده کرد، اما سال‌ها استفاده از این تایرها فقط به خودروهای نظامی محدود بود تا این که سال 2005 ایده ساخت تایرهایی موسوم به Tweel به جای تایرهای بادی از سوی شرکت تایرسازی میشلین مطرح شد.

میشلین این نوآوری راTweel نامگذاری کرده است. این کلمه از دو کلمه تایر و چرخ مشتق شده است. این تایرها که در حقیقت ترکیبی هوشمندانه از تایر و چرخ است، از نظر ساختاری از یک لایه نازک تایر آج‌دار ساخته می‌شود که از طریق تسمه‌های کامپوزیت تقویت شده و پره‌هایV شکل انعطاف‌پذیر در این ساختار به چرخ‌ها متصل می‌شود. پره‌های انعطاف‌پذیر این تایر جایگزین هوا شده و این در حالی است که سطح بیرونی این تایرها مشابه لاستیک‌های معمولی عمل می‌کند. این تایر به باد کردن نیازی ندارد، پنچر نمی‌شود و در برابر ناهمواری‌ها و برآمدگی‌ها سطح جاده از مقاومت خوبی برخوردار است. گرچهTweel از نظر ظاهری تایر بسیار ظریفی به نظر می‌رسد، اما هرگز نمی‌ترکد؛ چراکه تیوب ندارد.

شگفت‌انگیزترین اختراع سال 2005

این تایر در مقایسه با تایرهای معمولی از مقاومت جانبی بالاتری برخوردار است و آج یا شیار روی سطح این تایرها دو تا سه برابر تایرهای معمولی عمر می‌کند. این شرکت این تایرها را به طور آزمایشی روی یک خودروی آئودی مدلA4 نصب کرد. افرادی که به طور آزمایشی سوار این خودرو شده بودند، از لرزش و همچنین سر و صدای زیاد خودرو هنگام حرکت شکایت داشتند. میشلین برای بررسی‌های بیشتر از این تایرها در لیفتراک و تراکتور نیز استفاده کرده است. طرح اولیه تولید تایرهای بدون بادTweel ترکیبی از سطح تایر و پره‌هایی از جنس پلاستیک فشرده است. این تایرها سه برابر تایرهای معمولی عمر می‌کند و هنگام فرسوده شدن می‌توان فقط بخش سطحی تایر را تعویض کرد و مجدد همان تایر را مورد استفاده قرار داد و به این ترتیب می‌توان از اتلاف منابع نفتی جلوگیری کرد. یکی از ویژگی‌هایی که می‌تواند در افزایش ایمنی این تایرها نقش مهمی داشته باشد، مقاوت آنها در برابر سطوح پوشیده از آب است. در این شرایط به دلیل نبود هوا در داخل تایر خودرو، هنگام عبور از سطح پوشیده از آب، سرعت حرکت خودرو کاهش پیدا نمی‌کند. تولید این تایرها نشان‌دهنده توانایی‌های متمایز شرکت‌های تولیدکننده تایر خودرو در دنیاست. از این رو در شرایطی که بسیاری از صنایع به دنبال راهکاری برای افزایش ایمنی و بهره‌وری و به موازات آن کاهش هزینه‌های تولید هستند، دستیابی به فناوری جدید در زمینه تولید تایر خودرو می‌تواند برگ برنده‌ای برای شرکت‌های تولیدکننده تایر خودرو باشد. این ایده در مجله تایم به عنوان شگفت‌انگیزترین اختراع سال معرفی شد. میشلین اعلام کرده است قصد دارد از این تایر در تولید وسایل نقلیه نظامی و انواع مختلفی از ماشین‌آلات استفاده کند.

بریجستون در مسیر رقابت

بعد از این ماجرا شرکت بریجستون در رقابت با میشلین، طرح تایرهای بدون باد را ارائه کرد. تایرهای بدون باد ارائه شده از سوی این شرکت بزرگ تولیدکننده تایر در سطح دنیا از یک لایه لاستیکی آجدار و پره‌های انعطاف‌پذیر ساخته شده که به یک رینگ آلومینیومی مجهز شده است. یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این تایرهای جدید این است که همه مواد استفاده شده در ساخت این تایرها قابل بازیافت است. گرچه بریجستون از بدون لرزش بودن این تایرها و بی‌سر و صدا بودن آنها هنگام حرکت خودرو خبر داده است، اما متخصصان بر این باورند نسل جدید تایرها برای این‌که در حوزه مصارف عمومی مورد توجه قرار گیرد، چشم‌انداز چندان روشنی پیش‌رو ندارد.‌ شرکت بریجستون که پس از رونمایی از تایرهای بدون باد ابداعی میشلین ایده تولید تایرهایی با این ویژگی را در سر می‌پروراند، در نهایت تصمیم گرفت خط تولید تایرهای بدون باد را راه اندازی کند و سرانجام نخستین سری از تایرهای بدون باد ساخت این شرکت که می‌توان آن را نسل دوم این فناوری دانست، اگرچه این تایرها در مقایسه با تایرهای بادی از دوام بیشتری برخوردار بوده و هزینه نگهداری آن به مراتب پایین‌تر است، اما کارشناسان بر این باورند این تایرها نمی‌تواند گزینه مناسبی برای خودروهای مسابقه‌ای یا خودروهایی باشد که سرعت بالایی دارند.‌براساس اعلام شرکت بریجستون تایرهای بدون باد این شرکت برای خودروهایی مناسب است که سرعت حرکت آنها به‌طور متوسط 64 کیلومتر در ساعت باشد.

حذف محدودیت ها

صنعت تولید تایر نیز در تولید این تایرها با محدودیت‌هایی مواجه است. یکی از این محدودیت‌ها این است که باید برای تولید این تایر در بسیاری از کارخانه‌ها تغییراتی ایجاد شود که این کار فقط از طریق ارتقای تجهیزات و امکانات قابل انجام خواهد بود.

علاوه بر این اگر تولید این محصول در مقایسه با تایرهای بادی گران‌تر باشد، بدون تردید با استقبال زیادی از سوی مصرف‌کنندگان مواجه نخواهد شد.

این‌که در نهایت کدام یک از این تایرها برای نخستین بار به عنوان یک تایر به دنیای واقعی راه پیدا می‌کند، موضوعی است که نمی‌توان با قطعیت درباره آن صحبت کرد و باید منتظر ماند تا در نهایت یکی از این تایرها به دنیای خودرو راه یابد.

ردپای‌تایرهای بدون باد در حوزه نظامی

معمولا پیش از این‌که یک فناوری در ابعاد تجاری کاربرد داشته باشد، بهره‌برداری از آن فناوری در حوزه نظامی مطرح می‌شود. ایده طراحی و ساخت تایرهای بدون باد به عنوان یک فناوری جدید در زمینه ساخت تایر خودرو از این قاعده مستثنا نبوده است. شرکت پولاریس با این هدف تولید تایرهای بدون باد را در ارتش آمریکا آغاز کرده است. خودرو نظامی موسوم به چهارچرخ تاکتیکی مدل MV850ATV ‌از جمله خودروهای نظامی است که به تایرهای بدون باد Terrain Armor تولید شرکت پولاریس مجهز شده که ضد ضربه نیز هست.

به گفته کارشناسان شرکت پولاریس، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این تایرها که بویژه در خودروهای نظامی اهمیت دارد، این است که این تایرها ضدگلوله است و حتی پس از شلیک گلوله به تایر، خودرو می‌تواند مسافتی بیش از 1600 کیلومتر را بدون هیچ‌گونه محدودیتی طی کند.

آزمایش انجام شده روی این خودرو نشان می‌دهد حتی اگر تایر با سنبه سوراخ شده باشد، باز هم می‌تواند مسافتی معادل 8000 کیلومتر را طی کند و هرگونه آسیب ایجاد شده در این تایرها نمی‌تواند محدودیتی برای حرکت خودرو باشد.

بسیاری از فناوری‌هایی که امروزه ردپای آنها در زندگی بشر یافت می‌شود برای نخستین‌بار در حوزه‌های نظامی مراحل آزمایشی را پشت‌سر گذاشتند.

بنابراین پس از کاربرد این فناوری در حوزه‌های نظامی می‌توان پیش‌بینی کرد در آینده‌ای نه‌چندان دور، تایرهای بدون باد در بسیاری از دیگر وسایل نقلیه مورد استفاده قرار گیرد.

آزمایش موفق تایر بدون باد

با وقوع این انقلاب بزرگ در ساخت تایر خودرو، می‌توان برای همیشه از مشکل پنچر شدن خودرو خلاص شد. کره‌ای‌ها نیز برای این‌که در این انقلاب بزرگ در صنعت خودرو نقشی داشته باشند، در اقدامی جدید از نمونه‌ای از تایرهای غیرپنوماتیک یا بدون باد رونمایی کرده‌اند.

پنوماتیک واژه‌ای یونانی مترادف با نفس یا باد است که در صنعت و فناوری به عنوان روشی در استفاده از هوای فشرده برای انتقال انرژی به کار می‌رود.

شرکت کره‌ای هانکوک (Hankook) در شهر سئول کره ‌جنوبی اخیرا نوعی تایر بدون باد را آزمایش کرده که با نتایج موفقیت‌آمیزی همراه بوده است. این تایر که iFlex نام دارد در حقیقت پنجمین دستاورد محققان این شرکت کره‌ای برای تولید تایرهای غیرپنوماتیک است.

این تایرها به هیچ نوع هوایی نیاز ندارند. در این فناوری جدید از سوی کره‌ای‌ها، برای ساخت نسل آینده تایرها از ماده‌ای استفاده شده که نه‌تنها بازیافت آن آسان است، بلکه از نظر مصرف انرژی نیز مقرون به صرفه است. استفاده از این ماده در ساخت تایر می‌تواند مراحل تولید را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد.

در حقیقت روش‌های جدید ساخت تایر موجب شده است فرآیند ساخت تایر از هشت مرحله به چهار مرحله کاهش یابد که این تغییر به کاهش انتشار آلاینده‌های کربنی در این فرآیند منجر خواهد شد. همچنین این تایر می‌تواند در انتشار گازهای گلخانه‌ای در مراحل تولید و مصرف به میزان قابل‌توجهی تاثیرگذار باشد.

این تایر از نظر دوام، استحکام، ثبات و سرعت حرکت خودرو آزمایش شده است. براساس نتایج به دست آمده از این آزمایش‌ها، خودرویی که به این تایر‌ها مجهز شده باشد، می‌تواند بدون هیچ محدودیتی با سرعت حرکت 130 کیلومتر در ساعت در مسیرهای مورد نظر تردد کند.

تایرهای هوشمند با قابلیت انطباق با شرایط جاده

تایرها در حقیقت سطح تماس خودرو با جاده هستند و از این رو می‌توان گفت از مهم‌ترین بخش‌های یک خودرو محسوب می‌شوند. تایر خودرو در ابعاد و اندازه‌های مختلفی تولید می‌شود و صرف‌نظر از تفاوت تایرها از نظر اندازه، نمی‌توانید تایری پیدا کنید که برای سطوح و شرایط مختلف آب و هوایی گزینه مناسبی باشد.

در حقیقت تاکنون تایری تولید نشده که قابلیت انطباق با سطوح مختلف جاده و شرایط متنوع آب و هوایی را داشته باشد. شرکت کومهو (Kumho) با توجه به اهمیت این موضوع موفق به طراحی و ساخت یک تایر مفهومی شده است که می‌تواند این محدودیت را از میان برداشته و خود را با شرایط مختلف آب و هوایی تطبیق دهد.

شرکت Kumho که در طراحی و تولید تایر ایده‌های منحصر به‌فردی داشته است، برای حل این مشکلات راهکاری ارائه کرده که به تولید تایرهای هوشمند منجر شده است. این تایرهای هوشمند به‌گونه‌ای طراحی شده‌ که می‌تواند خود را با شرایط مختلف جاده تطبیق دهد. آج‌ها یا شیارهای سطح این تایر هوشمندانه عمل می‌کند. این فناوری که تحت عنوان Maxplo از آن نام برده می‌شود در مسابقه بزرگ طراحی ایتالیا، جایزه کلاس آینده‌نگری را از آن خود کرده است.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این تایرها نبود هوا در آنهاست. ساختار آج این تایرها ثابت نیست و متناسب با سطحی که خودرو روی آن حرکت می‌کند این آج‌ها ساختار متفاوتی پیدا می‌کند. به‌همین دلیل این تایر از نظر شکل ظاهری ساختار ثابتی ندارد و متناسب با شرایط و ویژگی‌های سطوح مختلف تغییر شکل می‌دهد تا بتواند در هر سطحی از یک سطح خشک تا سطح پوشیده از برف تطبیق پیدا کند.

بر این اساس با تغییر شکل ساختار آج‌ها، خطر انحراف خودرو و بروز تصادف در شرایطی که جاده وضع ناپایداری داشته باشد کاهش پیدا می‌کند. برای مثال برای جلوگیری از حرکت آب بین لاستیک و بدنه خودرو شیارهای لاستیک به شکل سه‌بعدی طراحی شده است که می‌تواند تغییر شکل دهد. در شرایطی که خودرو روی سطوح پوشیده از آب قرار داشته باشد، آج‌های تایر خودرو به‌گونه‌ای تغییر ساختار پیدا می‌کند که بخش قابل توجهی از آب سطح جاده به اطراف پخش می‌شود و به این ترتیب لغزندگی خودرو در مسیر حرکت کاهش پیدا می‌کند. ‌اگر در شرایط مختلف به هر علتی خودرو بخواهد از مسیر اصلی حرکت منحرف شود آج‌های بزرگ روی سطح تایر از هم دور می‌شود و به این ترتیب به منظور افزایش میزان اصطکاک خودرو با سطح جاده پهنای ردپایی که تایر بر سطح جاده بر جای می‌گذارد افزوده خواهد شد. این ویژگی در جاده‌های برفی با شکسته شدن ناگهانی یخ و فشار بیشتر به سطح زمین در توقف خودرو از سوی راننده نقش بسیار مهمی دارد. با افزودن یک موتور هیدروژنی می‌توان ابعاد این لاستیک‌ها را به 200×700×700 میلی‌متر کاهش داد. وزن این تایر‌ها 12 کیلوگرم است. بدون تردید تلاش‌ برای ساخت نسل جدید تایر ادامه دارد و در خودروهای آینده به عنوان فناوری جدیدی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

منبع: Gizmag

فرانک فراهانی‌جم

دانش