Специалисты из NASA создали сверхпластичные шины для инопланетных роверов в рамках будущих миссий на Луну и Марс.
Дело в том, что починить поврежденные колеса вездеходов на Марсе или Луне практически невозможно. Поэтому, когда роверы отправляют в инопланетное путешествие, необходимо убедиться в минимальной вероятности аварий.
В NASA отмечают, что сверхэластичные шины пригодны для использования также и на Земле. Разработка является жизнеспособной альтернативой пневматическим шинам.
«Новое использование сплавов с эффектом памяти формы, способных выдерживать высокие нагрузки в качестве несущих компонентов, вместо обычных эластичных материалов позволяет создать шину, способную выдерживать чрезмерную деформацию без необратимых повреждений», — отмечают в NASA
В новых шинах NASA ключевыми несущими компонентами выступают сплавы с эффектом памяти формы, преимущественно никель-титан и его производные. Таким образом эти шины способны выдерживать значительно большие нагрузки. Использование сплава с эффектом памяти формы в качестве радиальных элементов жесткости также позволяет увеличить грузоподъемность.
Шина Superelastic обеспечивает сцепление, которое не уступает или даже превосходит сцепление традиционных пневмошин. Superelastic исключает вероятность проколов или движение с недокачанными шинами. Это повышает экономию топлива и безопасность. Конструкция шины не требует внутреннего каркаса, что упрощает и облегчает интеграцию шины с колесом.
Инновационные шины NASA
Обычно резиновые шины способны выдержать деформацию порядка 0,3-0,5%, прежде чем выйти из строя. Шины Superelastic выдерживают деформацию до 10%, а после этого восстанавливают первоначальную форму. В конструкции шины используются сплавы с эффектом памяти формы, которые практически возвращаются к первоначальной форме после деформации.
Эти шины можно настроить для сцепления с разными типами поверхности, включая экстремальные. Они не нуждаются в воздухе и не имеют внутренней рамы. Первая компания уже запустила сбор средств на краудфандинговой платформе Kickstarter для коммерческого использования Superelastic. Эти шины можно установить на автомобиль и даже на велик.
Еще одной инновационной разработкой от NASA являются шины Metl с пружинами, которые напоминают пружину-слинки, (помните, когда-то были такие разноцветные игрушки-радуги), которая охватывает всю шину. Эта пружина изготовлена из никель-титанового сплава NiTinol, который имеет чрезвычайную прочность и эластичный, как резина.
В течение последних двух лет в исследовательском центре NASA им. Глена инженеры провели испытания суперэластичной пружинной шины на каменистой поверхности, напоминающей марсианскую. По результатам испытаний, шина продемонстрировала, что способна многократно изгибаться и восстанавливать первоначальную форму, выдерживая нагрузки, которые бы разорвали любое резиновое колесо.
Велосипедные шины METL/ Smart Tire
Одной из первых компаний, которая использовала новейшие разработки NASA в коммерческих продуктах, стала SMART Tire Company, выпустив велосипедные шины METL, изготовленные из никель-титановых пружин. Однако сплавы с эффектом памяти формы стоят дорого, а адаптация конструкции от велосипедных шин к автомобильным — также непростая задача.
Шины должны выдерживать не только бездорожье, но и десятилетия непогоды, износа и пристального внимания со стороны регулирующих органов. Тем не менее, перспективы есть: колеса, которые не прокалываются, восстанавливают форму после серьезных нагрузок и могут быть адаптированы к различным условиям — будь то изрытая колеями поверхность Луны или изрытая выбоинами городская улица.
Источник: ZMEScience