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.

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.

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.

Григорий Копиев