Зачем в шинах нужен воздух

Автомобильные шины очень уязвимы и по своей сути являются расходником: они могут износиться, спуститься при наезде на острый предмет или взорваться от перегрева во время движения. Любая из этих причин — это дополнительные расходы. Почему бы производителям шин не делать их полностью из резины, чтобы нивелировать как минимум половину возможных проблем, связанных с повреждением шин автомобиля, зачем внутри нужен воздух?

Небольшое отступление об автомобильных шинах

Забегая наперёд, шины, которыми мы знаем их сегодня — это результат инженерной и технологической эволюции в этой индустрии, и люди не просто так пришли к резиновым покрышкам, наполненным воздухом. Первые шины с воздухом внутри для автомобилей и вовсе представляли собой металлический каркас, обшитый слоем резины без протектора. В начале XX века, с открытием синтетического каучука, производители шин пришли к новому стандарту в индустрии, который заключался в приоритете резины над металлом в составе покрышки. Производство шин — это очень конкурентная отрасль, и конкуренция способствовала стремительному развитию: на шины стали наносить протектор для лучшего сцепления с дорогой и управляемости автомобиля. Шины были камерные и бескамерные, но какими бы они ни были, внутри всегда был воздух. Да, сейчас у некоторых компаний уже есть в разработке безвоздушные шины, но вы не можете свободно их купить — это скорее экспериментальные инженерные образцы, не устанавливаемые на серийные автомобили. А пока в любой шине — воздух.

Так зачем воздух внутри шины, и почему бы не обойтись без него

Все преимущества заключаются в физике, а именно физических характеристиках воздуха, преобладающих над цельным твёрдым материалом. Воздух имеет свойство сжиматься и быстро восстанавливать свой объём. То есть при внешнем воздействии (давлении) он уменьшается в объёме, а его плотность повышается, затем он быстро может вернуться к исходному состоянию, чего не может твёрдый материал с таким же КПД. Да, в какой-то степени резина может деформироваться за счёт этого, уменьшая свой объём, но эта её способность очень ограничена, и требуется больше времени на восстановление исходной формы. Количество энергии, необходимое для того, чтобы катить колесо, — это ещё один фактор в пользу пневматической шины: сопротивление качению — это сила, которая противодействует движению катящегося колеса по поверхности дороги, и чем больше шина деформируется во время движения, тем больше требуется энергии для преодоления этой деформации, чтобы провернуть колесо, что существенно увеличивает расход топлива и износ других узлов ходовой части автомобиля. Ещё одним немаловажным аргументом является то, что при наезде на кочку, камень или «лежачий полицейский» на скорости, шина наполненная воздухом мгновенно поглощает энергию удара, помогая амортизаторам. Это схоже с тем, как упасть на надувной батут. В то же время шина, сделанная целиком из резины, передаст всю энергию удара на подвеску. Переход на цельнорезиновые шины также не решает проблему износа протектора, так как он требуется независимо от типа колеса и также изнашивается.

Итоги

Очевидно, что на сегодняшний день воздух в шинах — это практично и экономично как с точки зрения автомобильной индустрии, так и автолюбителя. Хоть на сегодняшний день компании и экспериментируют с безвоздушными шинами, и им удаётся достичь относительно практичных результатов, эти шины всё ещё уступают классическим наполненным воздухом автомобильным шинам. Ещё один вопрос, который поднимается и остаётся не решённым, — это утилизация безвоздушных шин, которая потребует больших затрат, что в свою очередь ударит по карману конечного потребителя и скажется на экологии. Но как только безвоздушные шины станут близки к характеристикам пневмо покрышек, последним неизбежно придётся уступить место, а пока это лучшее решение вот уже более 100 лет.

Теперь вы знаете немного больше фактов о шинах, надеюсь, эта информация была полезной для вас. До новых статей, всех обнял и пока.