В России будут использоваться новые шины? Насосы и шиномонтажные мастерские могут уйти в небытие?
В России будут использоваться новые шины? Насосы и шиномонтажные мастерские могут уйти в небытие, так как в Государственной думе готовят законопроект, по которому все автомобилисты на территории страны должны будут в течение 14 месяцев оснастить свои транспортные средства новыми 8-сегментными колесами. ГИБДД России уже заявила о всесторонней поддержке этого законопроекта, который «внесет свой вклад в безопасность на дорогах». В государственный бюджет планируется внести поправки, и для финансовой помощи водителям предусмотрены субсидии в размере 3,5 миллиардов рублей.
Автором конфигурации колеса, которым отныне будут пользоваться российские водители, стал Чарльз Пьотт (Charles Pyott). Особенность его колес в том, что они поделены на 8 секций, которые способны передвигаться в горизонтальной плоскости при помощи специальной ступицы и направляющего подшипника. Следовательно колеса способны изменять угол средней плоскости, но при этом пятно контакта будет оставаться неизменным. При этом он исследовал возможности мотоциклетных шин, человеческой ноги, а также уже существующих проектов – Mercedes F400 Carving и BMW Clever. Его творение носит название DAWS (Dynamically Augmenting Wheel System).
Сравнение уровня сцепления у различных типов шин и человека
Автомобильное колесо
Обычное автомобильное колесо обеспечивает высокий уровень сцепления благодаря большой площади поверхности, соприкасающейся с дорожным покрытием.
Во время поворота автомобильное колесо не может противостоять внешней силе, изменив центр тяжести. Автомобиль полностью зависит от сцепления, иначе произойдет проскальзывание.
Мотоциклетное колесо
Мотоциклетная шина позволяет противостоять внешней силе, поэтому мотоциклы более легко входят в резкие повороты.
По своей природе мотошины обладают меньшим пятном контакта по сравнению с автомобильными шинами. Это ограничивает уровень сцепление и как следствие снижает возможности шины при разгоне и поворачивании.
Человеческая нога
Человеческая нога способна быстро поворачиваться и менять направление благодаря тому, что возможно быстро изменять центр тяжести, но при этом пятно контакта будет оставаться таким же.
Человеческая нога, как и все тело, создана для самых разнообразных ситуаций, поэтому перемещение с помощью двух ног (робота, например) имеет ограничения в плане именно передвижения.
Подведем небольшие итоги сравнения: автомобильное колесо обладает высоким уровнем сцепления, но не может накреняться в поворотах. Мотоколесо может накреняться, но обладает меньшим уровнем сцепления.
Отсюда вывод: пятно контакта должно быть большим и неизменным в повороте для лучшего сцепления и транспортное средство должно уметь изменять свой центр тяжести.
Теперь рассмотрим плюсы и минусы проектов Mercedes F400 Carving и BMW Clever
Mercedes F400 Carving. Два колеса, которые оказываются внешними во время поворота, способны накреняться так же, как лыжники наклоняются во время слалома. Такая необычная конструкция была протестирована инженерами Mercedes и продемонстрировала значительное увеличение боковой реакции.
Mercedes F400 Carving
Особенности:
- поперечная устойчивость лучше на 30%;
- поперечное ускорение до 1.28g (на 25-30% больше, чем у существующих серийных спорт-каров);
- внешнее колесо наклонено под углом 20 градусов.
Недостатки:
- сцепление внешних колес во время поворота снижается;
- только внешние колеса вращаются во время поворота.
BMW Clever (Compact Low Emission Vehicle for Urban Transport) – это средство передвижения, созданное для обеспечения максимальной маневренности на низкой скорости. Способность передней секции наклоняться и поворачивать, в то время как задние колеса продолжают оставаться неподвижными, позволяет это осуществить.
BMW Clever
Особенности:
- высокая маневренность;
- отличное сцепление и устойчивость по сравнению с мотоциклом.
Недостатки:
- силовая установка остается неподвижной во время поворота, только небольшая часть конструкции способна накреняться;
- пространственные ограничения конструкции диктуют размер двигателя;
- передняя шина не может обеспечить всех возможностей мотошины во время крена в повороте.
История создания DAWS
В самом начале развития проекта у Чарльза была два варианта для разработок:
Колесо, поделенное на секции
Колесо делится на 8 независимых секций, что позволяет им двигаться независимо от ступицы.
Недостаток этой концепции: диаметр колеса будет уменьшаться во время движения секций. Это потребует дополнительного пространства между элементами шины.
Колесо, поделенное на секции
Колесо, поделенное по кольцевой системе
Соединенные круглые «кольца» одновременно наклоняются во время поворота.
Недостаток этой концепции: система собственно представляет собой несколько мотошин, пятно контакта которых в поворотах будет уменьшаться.
Колесо, поделенное по кольцевой системе
Основная проблема, с которой столкнулся г-н Пьотт
«Проблемы возникают, когда диаметр колеса (если оно наклоняется) уменьшается относительно транспортного средства, что вызывает технические сложности».
«Проблемы возникают, когда диаметр колеса (если оно наклоняется) уменьшается относительно транспортного средства, что вызывает технические сложности»
Г-н Пьотт нашел решение этой проблемы
«Колесо не должно наклоняться, а движение должно происходить только в горизонтальной плоскости».
«Колесо не должно наклоняться, а движение должно происходить только в горизонтальной плоскости»
Окончательный вариант концепции DAWS
Колесо делится на 8 секций, которые могут двигаться в горизонтальной плоскости относительно ступицы. Их позиция контролируется направляющим подшипником. Если он наклоняется, все секции следуют его движению.
Окончательный вариант концепции DAWS
Но и у окончательного варианта концепции DAWS есть определенные недостатки.
Технические проблемы:
- большой диаметр ступицы ограничивает движение направляющего подшипника;
- установка гидравлики для подшипника ограничит возможности подвески;
- слишком большая ширина ступицы и секций колеса.
Проблемы в дизайне:
- из-за крупной ступицы и крепежей секций выглядит тяжелым и неповоротливым;
- осевая симметрия не указывает ни на направление, ни на скорость;
- ступица, крепежи и внешний обод обособленны и не выглядят цельной системой.
Окончательный вариант элементов механики и дизайна
Можно сказать, что тонкие спицы подчеркивают стремительность, а их параллельность друг другу визуально делает всю систему более целостной.
Трехмерная компьютерная модели
Окончательный вариант исполнения DAWS
Окончательный вариант DAWS демонстрирует концепцию колеса, которая позволяет автомобилю переносить центр тяжести, не теряя при этом сцепления.
Принцип действия DAWS
- Добавить комментарий