Даже покрышка умнее тебя: новинки автомобильной резины⁠⁠

Маркетинг, бессмысленный и беспощадный, атакует человеческое сознание приставками «умный», применяемыми к самым разным товарам. Умные часы, умный дом, даже стельки, черт возьми, сто лет подряд почти не эволюционировавшие, вдруг резко поумнели! А теперь ещё и шины, куда же без них. Авторы инновационных покрышек на все лады расхваливают своё изобретение, тогда как бескамерная резина продолжает обувать по 50 миллионов новых авто ежегодно…

Тренд на экологию

Во время публичных обсуждений автомобилей громче всех начинают орать «зелёные», требующие либо глобальных запретов персональных транспортных средств с ДВС, либо тотального перевода мировой промышленности на электрокары. Никто из них при этом не думает о способах, которыми получают энергию для этих типов автомобилей — видимо, считают, что электричество волшебным образом поступает из розетки. А о том, насколько вредной для экологии является и добыча никеля, и производство из него аккумуляторов для «электричек» и вовсе говорить не принято.

Тем не менее шинное производство действительно не является экологичным. Ежегодно в мире выпускается около 400 миллионов шин. Эта цифра носит приблизительный характер, поскольку общее количество поставляемых на мировой рынок новых автомобилей с каждым годом увеличивается в среднем на 1,6%. И примерно столько же изношенных покрышек выбрасывается автомобилистами. Какое-то количество старой резины отправляется на переработку, но большая её часть находит свой последний приют на свалках (хотя в бедных странах Африки население до сих пор умудряется делать из неё себе обувь) либо сжигается на мусорных полигонах.

Не будем забывать и об уровне выбросов, которые покрышка выделяет во время езды. Поскольку автомобильная резина изготавливается из каучука (синтетического и натурального), ткани, проволоки, технического углерода и других химических соединений. В процессе эксплуатации покрышка стирается, а микроскопические продукты износа попадают в атмосферу. Считается, что треть всего микропластика, загрязняющего мировой океан, приходится на автомобильные шины.

Вишенкой на торте в этой истории является факт, что электромобили оказались намного токсичнее простых машин с ДВС по… уровню выбросов. Согласно последнему исследованию Организации экономического сотрудничества и развития (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD), шины электрокаров быстрее изнашиваются и выделяют на 30% больше загрязняющих веществ, нежели покрышки классических автомобилей.

Всё дело в значительно большей массе электрокаров из-за их тяжелых аккумуляторов, а также высоких динамических характеристиках. Фактически получается, что «транспорт настоящего» посадили на «колеса из прошлого», технология производства которых за последние полвека практически не изменилась. Впрочем, работы на этой почве ведутся, так как проблема привлекла внимание экологических регуляторов в ряде европейских стран, а также США и Японии.

«Чтобы снизить выбросы мелких частиц, следует уделить внимание таким компонентам, как шины и тормоза», — прокомментировал исследование OECD старший научный сотрудник Японского автомобильного научно-исследовательского института Акиёси Ито.

Безвоздушка — альтернатива пневматике

Безвоздушные шины METL, разработанные компанией SMART Tire Co. (STC), используют сплавы с памятью формы, которые NASA применяла для космических аппаратов. В основе данных шин находится никель-титановая (NiTi) центральная пружина, заключенная в резиновую трубку. Как утверждает производитель, оба этих элемента сверхэластичны, то есть способны сгибаться под любым углом, но при этом обладают «памятью формы», то есть возвращаются к первоначальному виду после прохождения различных препятствий.

Преимуществом такого колеса является легкость, гибкость, прочность, отсутствие необходимости регулярного обслуживания и высокая экологичность, поскольку на одно изделие требуется вдвое меньше резины по сравнению с соразмерным аналогом из каучука.

Шины METL обладают уменьшенным сопротивлением качению, что облегчает езду, и, несмотря на то, что содержат воздух, давление этого воздуха для беспроблемной эксплуатации им не требуется. Это значит, что боковые проколы для них не являются проблемой: ради эксперимента эти колеса протыкали кухонным ножом, но это никак не повлияло на их структурную целостность.

В свою очередь, память формы позволяет изделию претерпевать фазовые переходы на молекулярном уровне с обратимыми деформациями на порядок больше, чем обычным материалам, прежде чем подвергнуться остаточной деформации. Всё это позволило компании SMART получить шину, эластичную, как резина, но прочную, как титан.

В настоящее время такие колеса доступны для велосипедов, но производитель уже изготовил аналог, пригодный для установки на электроскутеры. А в ближайшем будущем планируется разработка моделей колес для автомобилей. Шины METL получили награды за инновации в двух категориях на выставке Consumer Electronics Show 2023 в Лас-Вегасе, включая «Экологичность», «Экодизайн» и «Умная энергия».

Кибер-шины Pirelli

В свою очередь, один из крупнейших производителей шин Pirelli поделился новейшей разработкой Cyber Tires со встроенными датчиками, подключёнными по Bluetooth к системам автомобиля. Для демонстрации этой технологии был выбран гиперкар Pagani Utopia.

Производитель утверждает, что разработал «первые в мире шины, которые умеют разговаривать с авто». По новой технологии они способны взаимодействовать с системами контроля тяги, системой стабилизации и ABS. Таким образом, машина может распознавать, какая именно покрышка на неё установлена, и в связи с этим умеет настраивать все электронные системы на определённую программу, разработанную для конкретной модели резины.

Так, Пьеро Мизани, главный технический директор Pirelli, отметил, что с помощью «кибершин» автомобиль может оценить возраст и степень износа покрышек. На приборную панель при этом выводится сообщение о том, что владельцу пора сменить резину или в будущем внести коррективы в электронные системы управления автомобилем. В том числе это сделано для того, чтобы система ABS, рассчитанная на работу с любой покрышкой, учитывала и её остаточную производительность.

Поскольку большая часть испытания была выполнена на симуляторе, Pirelli планирует модернизировать систему датчиков для совершенствования всего процесса разработки новых моделей шин. Её настроят для сбора данных о поведении шины в движении в разных условиях, включая сведения об изменении формы и размера пятна контакта, к примеру, при аквапланировании.

***

В настоящий момент Pirelli устанавливает покрышки Cyber Tires на McLaren Artura, Audi RS4 и Pagani Utopia, но лишь Pagani меняет карты контроля тяги/стабилизации и ABS в соответствии с установленной резиной. Во всех прочих случаях итальянские колеса просто сообщают автомобилю, что на нём установлена штатная резина.