Безвоздушные колеса NASA адаптировали для велосипедов

Американская компания The SMART Tire Company представила велосипедное колесо, спроектированное по технологиям, используемым для космических роверов. Вместо герметичной полимерной камеры и покрышки в нем используется переплетенные проволоки из нитинола — сплава с памятью формы. Это позволяет колесу сопротивляться деформациям и амортизировать удары, но при этом не бояться проколов.

Во всех планетоходах используются безвоздушные колеса, не требующие внутреннего давления для поддержания своей формы, но в зависимости от конкретной миссии инженеры используют разные решения. На текущий момент самая распространенная конструкция — это колесо с жестким ободом. У «Персеверанса», «Кьюриосити» и «Тяньвэнь-1» на ободе закреплен полимер с протектором, а в «Юйту-2» вместо полимерной поверхности используется металлическая сетка. Но опыт «Кьюриосити» показал, что эта конструкция не очень удачна для планет с каменистой поверхностью, потому что она повреждает полимерное колесо.

Из-за этого несколько лет назад инженеры NASA предложили вернуться к исторической конструкции, использованной в лунном электромобиле миссий «Аполлон». Его колесо в основном состояло из металлической сетки, которая на наружной поверхности была усилена металлическими полосками, а также внутренней поддерживающей конструкции из отдельных металлических дуг, которые, впрочем, не соприкасались с внешней поверхностью. Это позволяет колесу перераспределять нагрузку от места контакта к соседним областям, а также не бояться острых камней, которые могли бы порезать резину. Новому типу шин не страшны грыжи, проколы и сильные деформации при наезде на препятствие. Шины выполнены из множества переплетенных в сетку металлических пружинок, благодаря чему они устойчивы к повреждениям, но обладают теми же демпфирующими свойствами, что и обычные покрышки.

В новом воплощении, которое NASA испытало в 2017 году, используется еще более простая конструкция. Вся внешняя поверхность колеса (за исключением обода, через который оно крепится к планетоходу) представляет собой только сетку из нитинола — сплава с эффектом памяти формы и сверхупругостью. Конструкция удачно проявила себя на испытаниях, поэтому The SMART Tire Company решила лицензировать ее через программу трансфера технологий NASA и использовать в велосипедах.

The SMART Tire Company

Новое колесо состоит из обода с высоким профилем и сетки вместо покрышки. Она выполнена в виде торообразной трубки, то есть продолжается внутри углубления обода, в отличие от обычной покрышки, которая вставляется двумя краями в обод. Сетка сформирована двумя типами проволоки: поперечными прутьями с большим радиусом изгиба и продольными, которые закручиваются вокруг поперечных. При наезде на препятствие сетка проминается, но затем возвращает свою форму благодаря сверхупругому нитинолу.

Компания не отмечает этого в описании колеса, но гипотетически при слишком сильной неупругой деформации эффект памяти формы должен позволить вернуть сетку в исходную форму с помощью нагревания.

Стоимость колеса пока неизвестна, но ожидается, что его продажи начнутся в 2021 году. Также компания отмечает, что помимо обычной сетчатой версии будет продаваться версия, в которой на сетку будет нанесен полимер для улучшенного сцепления с дорогой.

Инженеры не в первый раз переизобретают велосипедное колесо — в 2018 году немецкий инженер создал колесо, которое можно потянуть за втулку и сложить в несколько раз для компактного хранения.

И вот стартап SMART Tire Company начал сбор средств на выпуск велосипедных шин из нитинола — материала, представляющего собой сплав из титана и никеля. Соединение обладает свойствами памяти формы и может сохранять свои свойства неопределенно длительное время. Шины, в которых применяется спираль из нитинола, не потребуют накачки, также они не способны потерять форму (в нормальных условиях).

Шины METL, которые предлагает спонсировать через Kickstarter компания SMART Tire, получат также интегрированный всепогодный протектор с запасом хода до 12 тыс. км. Вес одной шины составляет 450 граммов.

Андрей Матвеев:

«Не вижу слоя протектора, силовой каркас покрышки врятли в состоянии обеспечить контакт с поверхностью лучше чем у самой щадрипаной лысой покры по гололеду )»

За вложенные $500 можно надеяться на получении пары шин с размерами 700×35c с протектором, но устанавливать их на обода придется самостоятельно (в SMART Tire уверяют, что это просто). В $1,3 тыс. обойдется комплект с алюминиевыми ободами, в $2,3 тыс. — с карбоновыми. Отправлять шины METL планируют летом 2024 года.

Sergey Boknhhec:

«На Марсе нормально на них катать, а у нас думаю не стоит даже пробовать такие брать)»

Стоит отметить, что из желаемых $25 тыс. собрано $73 тыс., а до конца кампании по сбору средств осталось еще чуть меньше месяца. Есть и «но»: это проект Kickstarter, а здесь далеко не всегда укладываются в сроки и вообще доделывают начатое. В то же время в данном проекте «замешано» NASA, а SMART Tire занимаются своим делом давно.

Дмитрий Максаков

«Мне кажется эти колеса для реальных покатушек не очень подходят, первая же грязь выведет колесо из строя».

Обсудить тему