تایرهایی که پنچر نمی‌شوند

از صدها سال پیش وسایل نقلیه برای حرکت در مسیر‌های مختلف چرخ‌هایی دارندکه با هوا پر شده است. در حقیقت تایر از جمله بخش‌های خودروست که با گذشت زمان تقریبا دچار تغییر و تحول گسترده‌ای نشده است.

ایده طراحی و ساخت تایرهای بادی برای نخستین بار از سوی رابرت تامسون اسکاتلندی مطرح شد. تاریخ ساخت نخستین تایر بادی به 5/1 قرن پیش بازمی گردد؛ زمانی که تامسون ایده ساخت تایرهای بادی را مطرح کرد، ایده های دیگری مانند استفاده از اسفنج یا موی دم اسب برای پر کردن فضای داخل تایرها را نیز مطرح کرده بود که در نهایت از میان مجموعه ایده های پیشنهاد شده، مصرف کنندگان هوا را انتخاب کردند که سبک ترین ماده و آسان ترین راهکار مورد نظر برای ساخت تایر بود. بر این اساس استفاده از هوا به عنوان پرکننده فضای داخلی تایر پذیرفته شد که از مهم ترین مزایای این تایرها می توان به جذب ضربه و تکانه، وزن پایین آن و همچنین هزینه اندک ساخت آنها در مقایسه با استفاده از دیگر انواع پرکننده ها اشاره کرد.

تایرهای بدون باد Tweel

سال هاست سازندگان تایر در سطح دنیا در تلاشند از فناوری های جدیدتری در ساخت تایر استفاده کنند. سال 1970 ناسا از تایرهای بادی برای ساخت خودروی ماهنورد استفاده کرد، اما سال ها 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 آج دار ساخته می شود که از طریق تسمه های کامپوزیت تقویت شده و پره هایV شکل انعطاف پذیر در این ساختار به چرخ ها متصل می شود. پره های انعطاف پذیر این تایر جایگزین هوا شده و این در حالی است که سطح بیرونی این تایرها مشابه لاستیک های معمولی عمل می کند. این تایر به باد کردن نیازی ندارد، پنچر نمی شود و در برابر ناهمواری ها و برآمدگی ها سطح جاده از مقاومت خوبی برخوردار است. گرچهTweel از نظر ظاهری تایر بسیار ظریفی به نظر می رسد، اما هرگز نمی ترکد؛ چراکه تیوب ندارد.

شگفت انگیزترین 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 می کند. 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 بررسی های بیشتر از این تایرها در لیفتراک و تراکتور نیز استفاده کرده است. طرح اولیه تولید تایرهای بدون بادTweel ترکیبی از سطح تایر و پره هایی از جنس پلاستیک فشرده است. این تایرها سه برابر تایرهای معمولی عمر می کند و هنگام فرسوده شدن می توان فقط بخش سطحی تایر را تعویض کرد و مجدد همان تایر را مورد استفاده قرار داد و به این ترتیب می توان از اتلاف منابع نفتی جلوگیری کرد. یکی از ویژگی هایی که می تواند 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 نمی کند. تولید این تایرها نشان دهنده توانایی های متمایز شرکت های تولیدکننده تایر خودرو در دنیاست. از این رو در شرایطی که بسیاری از صنایع به دنبال راهکاری برای افزایش ایمنی و بهره وری و به موازات آن کاهش هزینه های تولید هستند، دستیابی به فناوری جدید در زمینه تولید تایر خودرو می تواند برگ برنده ای برای شرکت های تولیدکننده تایر خودرو باشد. این ایده در مجله تایم به عنوان شگفت انگیزترین اختراع سال معرفی شد. میشلین اعلام کرده است قصد دارد از این تایر در تولید وسایل نقلیه نظامی و انواع مختلفی از ماشین آلات 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 پره های انعطاف پذیر ساخته شده که به یک رینگ آلومینیومی مجهز شده است. یکی از ویژگی های 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 بی سر و صدا بودن آنها هنگام حرکت خودرو خبر داده است، اما متخصصان بر این باورند نسل جدید تایرها برای این که در حوزه مصارف عمومی مورد توجه قرار گیرد، چشم انداز چندان روشنی پیش رو ندارد. شرکت بریجستون که پس از رونمایی از تایرهای بدون باد ابداعی میشلین ایده تولید تایرهایی با این ویژگی را در سر می پروراند، 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 می توان 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 پایین تر است، اما کارشناسان بر این باورند این تایرها نمی تواند گزینه مناسبی برای خودروهای مسابقه ای یا خودروهایی باشد که سرعت بالایی دارند. براساس اعلام شرکت بریجستون تایرهای بدون باد این شرکت برای خودروهایی مناسب است که سرعت حرکت آنها به طور متوسط 64 کیلومتر در ساعت باشد.

حذف محدودیت ها

صنعت تولید تایر نیز در تولید این تایرها با محدودیت هایی مواجه است. یکی از این محدودیت ها این است که باید برای تولید این تایر در بسیاری از کارخانه ها 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 گران تر باشد، بدون تردید با استقبال زیادی از سوی مصرف کنندگان مواجه نخواهد شد.

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

ردپای تایرهای بدون باد در حوزه نظامی

معمولا پیش از این که یک فناوری در ابعاد تجاری کاربرد داشته باشد، بهره برداری از آن فناوری در حوزه نظامی مطرح می شود. 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 مهم ترین ویژگی های 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 می تواند مسافتی بیش از 1600 کیلومتر را بدون هیچ گونه محدودیتی طی کند.

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

بسیاری از فناوری هایی که امروزه ردپای آنها در زندگی بشر یافت می شود برای نخستین بار در حوزه های نظامی مراحل آزمایشی را پشت سر گذاشتند.

بنابراین پس از کاربرد این فناوری در حوزه های نظامی می توان پیش بینی کرد در آینده ای نه چندان 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، می توان برای همیشه از مشکل پنچر شدن خودرو خلاص شد. کره ای ها نیز برای این که در این انقلاب بزرگ در صنعت خودرو نقشی داشته باشند، در اقدامی جدید از نمونه ای از تایرهای غیرپنوماتیک یا بدون باد رونمایی کرده اند.

پنوماتیک واژه ای 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 می رود.

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

این تایرها به هیچ نوع هوایی نیاز ندارند. در این فناوری جدید از سوی کره ای ها، برای ساخت نسل آینده تایرها از ماده ای استفاده شده که نه تنها بازیافت آن آسان است، بلکه از نظر مصرف انرژی نیز مقرون به صرفه است. استفاده از این ماده در ساخت تایر می تواند مراحل تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

در حقیقت روش های جدید ساخت تایر موجب شده است فرآیند ساخت تایر از هشت مرحله به چهار مرحله کاهش یابد که این تغییر به کاهش انتشار آلاینده های کربنی در این فرآیند منجر خواهد شد. همچنین این تایر می تواند در انتشار گازهای گلخانه ای در مراحل تولید و مصرف به میزان قابل توجهی تاثیرگذار باشد.

این تایر از نظر دوام، استحکام، ثبات و سرعت حرکت خودرو آزمایش شده است. براساس نتایج به دست آمده از این آزمایش ها، خودرویی که به این تایر ها مجهز شده باشد، می تواند 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 می توان گفت از مهم ترین بخش های یک خودرو محسوب می شوند. تایر خودرو در ابعاد و اندازه های مختلفی تولید می شود و صرف نظر از تفاوت تایرها از نظر اندازه، نمی توانید 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 می تواند 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 ایده های منحصر به فردی داشته است، برای حل این مشکلات راهکاری ارائه کرده که به تولید تایرهای هوشمند منجر شده است. این تایرهای هوشمند به گونه ای طراحی شده که می تواند خود را با شرایط مختلف جاده تطبیق دهد. آج ها یا شیارهای سطح این تایر هوشمندانه عمل می کند. این فناوری که تحت عنوان Maxplo از آن نام برده می شود در مسابقه بزرگ طراحی ایتالیا، جایزه کلاس آینده نگری را از آن خود کرده است.

یکی از مهم ترین ویژگی های این تایرها نبود هوا در آنهاست. ساختار آج این تایرها ثابت نیست و متناسب با سطحی که خودرو روی آن حرکت می کند این آج ها ساختار متفاوتی پیدا می کند. به همین دلیل این تایر از نظر شکل ظاهری ساختار ثابتی ندارد و متناسب با شرایط و ویژگی های سطوح مختلف تغییر شکل می دهد تا بتواند در هر سطحی از یک سطح خشک تا سطح پوشیده از برف تطبیق پیدا کند.

بر این اساس با تغییر شکل ساختار آج ها، خطر انحراف خودرو و بروز تصادف در شرایطی که جاده وضع ناپایداری داشته باشد کاهش پیدا می کند. برای مثال برای جلوگیری از حرکت آب بین لاستیک و بدنه خودرو شیارهای لاستیک به شکل سه بعدی طراحی شده است که می تواند تغییر شکل دهد. در شرایطی که خودرو روی سطوح پوشیده از آب قرار داشته باشد، آج های تایر خودرو به گونه ای تغییر ساختار پیدا می کند که بخش قابل توجهی از آب سطح جاده به اطراف پخش می شود و به این ترتیب لغزندگی خودرو در مسیر حرکت کاهش پیدا می کند. اگر در شرایط مختلف به هر علتی خودرو بخواهد از مسیر اصلی حرکت منحرف شود آج های بزرگ روی سطح تایر از هم دور می شود و به این ترتیب به منظور افزایش میزان اصطکاک خودرو با سطح جاده پهنای ردپایی که تایر بر سطح جاده بر جای می گذارد افزوده خواهد شد. این ویژگی در جاده های 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 می توان ابعاد این لاستیک ها را به 200×700×700 میلی متر کاهش داد. وزن این تایر ها 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: جام جم

تماشاخانه

عینک عجیبی که با استفاده از هوش مصنوعی چهره افراد را شناسایی می‌کند (فیلم)

۴ میلیون کیلومتر سفر در ایران ؛ عکس‌هایی که حالا ما را به سفر می‌برند (فیلم)

فیلم های دیگر