Come funziona il Tweel Airless Tire

Michelin Tweel ^TM Pneumatico airless.

Per più di 100 anni, i veicoli hanno viaggiato su cuscini d'aria rivestiti di gomma. Il pneumatico ha servito bene conducenti e passeggeri su strada e fuori strada, ma un nuovo design di Michelin potrebbe cambiare tutto questo: il Tweel airless pneumatico.

-In questo articolo vedremo cos'è il Tweel Airless Tire, perché lo usereste al posto dei pneumatici tradizionali, alcuni dei problemi che possono verificarsi con un Tweel Airless Tire e dove potreste vedere il Tweel Airless Tire nel futuro.

Michelin ha annunciato per la prima volta il Tweel nel 2005. Il nome è una combinazione delle parole pneumatico e ruota perché il Tweel non utilizza un gruppo mozzo ruota tradizionale. Un solido interno centro si monta sull'asse. È circondato da raggi in poliuretano disposti in un modello di zeppe. Una fascia di taglio è tesa attraverso i raggi, formando il bordo esterno del pneumatico (la parte che viene a contatto con la strada). La tensione della fascia di taglio sui raggi e la resistenza dei raggi stessi sostituiscono la pressione dell'aria di un pneumatico tradizionale. Il Filo viene quindi attaccato alla fascia di taglio. La Tweel sembra una sorta di ruota di bicicletta futuristica molto grande.

Le parti di un pneumatico senz'aria Tweel.

Quando il Tweel viene messo sulla strada, i raggi assorbono gli impatti stradali allo stesso modo della pressione dell'aria nei pneumatici. Il battistrada e le fasce di taglio si deformano temporaneamente quando i raggi si piegano, quindi tornano rapidamente in forma. I tweels possono essere realizzati con diverse tensioni dei raggi, consentendo diverse caratteristiche di manovrabilità.

Raggi più flessibili si traducono in una guida più confortevole con una migliore maneggevolezza. Anche la rigidità laterale del Tweel è regolabile. Tuttavia, non è possibile regolare un Tweel una volta che è stato prodotto. Dovrai selezionare un Tweel diverso. Per i test, Michelin ha equipaggiato un'Audi A4 con Tweels con una rigidità laterale cinque volte superiore a quella di uno pneumatico, con conseguente "maneggevolezza molto reattiva" [Fonte: Michelin].

Michelin riferisce che “il prototipo Tweel… è entro il cinque percento della resistenza al rotolamento e dei livelli di massa degli attuali pneumatici. Ciò significa entro l'uno percento del risparmio di carburante ”degli pneumatici della propria auto. Poiché il Tweel è agli inizi del suo sviluppo, ci si può aspettare che Michelin migliori quei numeri.

Foto per gentile concessione di Los Alamos

UN pneumatico, o pieno d'aria, pneumatico è costituito da un nucleo interno ermetico riempito con aria pressurizzata. Un battistrada, solitamente rinforzato con cinghie in acciaio o altri materiali, copre questo nucleo interno e fornisce l'area di contatto con la strada. La pressione dell'aria all'interno del pneumatico è maggiore della pressione atmosferica, quindi il pneumatico rimane gonfio anche con il peso di un veicolo appoggiato su di esso. La pressione dell'aria del pneumatico fornisce resistenza contro le forze che cercano di deformare il pneumatico, ma fornisce in una certa misura un effetto ammortizzante quando il pneumatico colpisce i dossi della strada. Se hai mai fatto un giro in una carrozza vecchio stile con ruote di legno, sai che differenza fa un pneumatico.

I pneumatici hanno degli svantaggi, specialmente in applicazioni ad alte prestazioni o altamente pericolose. Il problema principale, ovviamente, è che una foratura del pneumatico si traduce in un guasto totale. UN spegnere ad alta velocità può provocare un pericoloso incidente automobilistico. I pianificatori militari sono preoccupati per i pneumatici che vengono fatti esplodere da colpi di arma da fuoco o schegge di esplosione. Il peggior incubo di un equipaggio di veicoli è rimanere intrappolato in una zona di fuoco perché i loro pneumatici sono tutti sgonfiati. Ovviamente, uno pneumatico airless non può essere disattivato da una singola foratura.

Un pneumatico sgonfio

Un altro problema con gli pneumatici riguarda le variazioni di pressione dell'aria e prestazioni degli pneumatici. Una minore pressione dei pneumatici può creare una migliore trazione (e un maggiore comfort), perché i pneumatici "si appiattiscono" leggermente, mettendo più battistrada a contatto con la strada. Tuttavia, la pressione all'interno del pneumatico non si limita a mantenere la rigidità "su e giù", ma mantiene anche la rigidità laterale del pneumatico. La pressione dell'aria ridotta consente ai fianchi del pneumatico di flettersi, il che sfortunatamente si traduce in una scarsa maneggevolezza. In uno pneumatico airless, la rigidità dello pneumatico in queste due dimensioni è indipendente.

La pressione dell'aria causa anche altri problemi. I consumatori sono notoriamente inaffidabili quando si tratta di impostare correttamente la pressione dei pneumatici, il che spesso si traduce in situazioni non sicure. I pneumatici sono anche suscettibili alle variazioni di temperatura, che possono modificare la pressione interna del pneumatico.

Tweel airless su strada.

Il Tweel ha diversi difetti (a parte il nome). La cosa peggiore è la vibrazione. Oltre i 50 mph, il Tweel vibra considerevolmente. Questo di per sé potrebbe non essere un problema, ma causa altre due cose: rumore e calore. Un tweel in rapido movimento è sgradevolmente rumoroso [Fonte: CBS News]. La guida su lunghe distanze ad alta velocità genera più calore di quanto vorrebbero gli ingegneri Michelin.

Un altro problema riguarda l'industria dei pneumatici. La produzione di Tweels è un processo completamente diverso dalla produzione di uno pneumatico. La vastità delle modifiche che dovrebbero essere apportate a numerose fabbriche, per non parlare del bilanciamento dei pneumatici e delle attrezzature di montaggio in migliaia di officine di riparazione auto, rappresenta un ostacolo significativo (sebbene non insormontabile) all'ampia adozione di pneumatici airless.

A causa di questi difetti, Michelin non ha intenzione di distribuire presto il Tweel ai consumatori. "La tecnologia dei pneumatici radiali continuerà come standard per molto tempo a venire", ha affermato il comunicato stampa di Michelin per sollecitare lo sviluppo di Tweel. Inizialmente stanno lavorando sull'utilizzo di Tweel in applicazioni a bassa velocità, come i veicoli da costruzione. Il Tweel è perfetto per tale uso perché i problemi di vibrazione ad alta velocità non entreranno in gioco e la robustezza del design airless sarà un grande vantaggio in un cantiere. La Michelin sta anche esplorando l'uso militare del Tweel.

Veicolo da cantiere che utilizza il Tweel Airless Tire.

In una dimostrazione pubblica del Tweel, Michelin ha posizionato dei prototipi sul iBOT, un dispositivo di mobilità personale per persone con disabilità fisiche e il Segway Centauro, un veicolo di tipo ATV a quattro ruote che utilizza la tecnologia di autobilanciamento di Segway.

L'iBOT e il Segway Centaur

Michelin non è l'unica azienda a lavorare su un design di pneumatici airless. Resilient Technologies sta sviluppando il proprio pneumatico airless, noto come NPT (pneumatico non pneumatico). Quella società sta utilizzando uno sviluppo più aggressivo e una strategia di marketing mirata all'uso militare. Il NPT si basa su una diversa configurazione dei raggi, ma l'idea generale è la stessa del Tweel [Fonte: Fox News].

Per ulteriori informazioni sul Tweel Airless Tire e sugli argomenti correlati, consultare i collegamenti nella pagina successiva.

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Altri ottimi link

• Michelin
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• Scienza popolare 

fonti

• Notizie CBS. “Pneumatici airless? Considera The Tweel. " http://www.cbsnews.com/stories/2005/01/27/eveningnews/main669888.shtml
• Fast Cool Cars. "Pneumatici airless, novità Michelin." http://www.fastcoolcars.com/airless-tires.htm
• Fox News. "Gli appaltatori militari sviluppano il prototipo di pneumatici airless". http://www.foxnews.com/story/0,2933,240737,00.html?sPage=fnc.technology/innovation
• Michelin. "Michelin fa uscire l'aria dall'innovazione futura dei pneumatici." http://www.michelinman.com/difference/releases/pressrelease01102005a.html