تحول نوین در دنیای تایرها

یکی از جذاب‌ترین تحولات در تاریخ صنعت طراحی و ساخت تایر خودروها، ارائه مفهومی به نام تایرهای بدون هواست. شرکت دانلوپ سال 1888 نخستین تایر بادی جهان را ارائه کرد و میشلن نیز طرح مدرن‌تری از آن را در سال 1895 ارائه نمود و به این ترتیب تا قرن گذشته تایرهای بادی صنعت خودروسازی جهان را تغذیه می‌کردند. اما حدود 3 سال پیش طرح ابتکاری و هیجان‌انگیز تایرهای بدون هوا نیز وارد دنیای خودروسازی شد و حتی نشان طلایی ابتکارات سال 2006 را نیز دریافت کرد. اما میشلن هنوز نتوانسته است این محصول افسانه‌ای را به مرحله تولید تجاری برساند. اکنون محققان با استفاده از موادی خاص و استفاده از ساختارهای ویژه موجود در دنیای زنبورها نوعی تایر بدون هوا ارائه کرده‌اند که در محیط‌های سخت و حساس نظیر میادین جنگی که گرفتن پنچری کار سخت و دشواری است بسیار کارآمد خواهد بود.
در این پروژه دانشمندان با استفاده از ساختارهای شش ضلعی و قابل انعطاف توانسته‌اند رویای در حال نابودی تولید تجاری تایرهای بدون هوا را تحقق بخشند. شرکت فناوری‌های رزیلنت در ویسکونسین آمریکا هم‌‌‌اکنون پروژه 4 ساله ساخت این تایرها را در دست دارد و با همکاری وزارت دفاع این کشور در نظر دارد در قالب پروژه‌ای به ارزش 18 میلیون دلار تایرهای بدون هوا را روانه بازار کند.
فاز نخست در این پروژه به طراحی و تولید تایرهای بدون هوا برای خودروهای سنگین نظامی مربوط می‌شود. محققان این شرکت در 2‌‌‌سال گذشته مطالعات گسترده‌ای در خصوص استفاده از مواد گوناگون در ساختار شش ضلعی تایرهای مورد نظرشان انجام داده و در این مدت صدها مدل پیش ساخته از تایرهای بدون هوا را مورد آزمایش قرار داده. در کنار آزمایش این مواد، رسیدن به ساختار شش ضلعی نیز در نوع خود فرآیندی پیچیده بوده است. محققان به دنبال آن بوده‌اند تا به ساختاری دست یابند که در آن نوسان خشکی و سفتی تایر به حداقل برسد. در میان کل طرح‌هایی که مورد بررسی قرار گرفت، در نهایت ساختار شش ضلعی خانه زنبور عسل به عنوان بهترین ساختار در نظر گرفته شد. البته این اولین بار نیست که دانش بشری از طبیعت الهام گرفته و از آن در ارائه طرح‌های نوین مهندسی استفاده کرده است. استفاده از ساختار شش ضلعی خانه زنبور عسل دو مزیت عمده برای محققان داشته است: به حداقل رسیدن سطح سر و صدای ناخوشایند در مدل‌های قبلی و کاهش حرارت تولید شده در حین گردش تایر.
پیش از آن که محققان این پروژه به استفاده از ساختار شش‌ضلعی روی آورند، ساختارهای دیگری نظیر ساختار الماسی را نیز مورد بررسی قرار داده بودند، اما هیچ یک از آنها قابلیت رقابت با راندمان کاری ساختار شش گوش را نداشته است.
نمونه اولیه این تایرها حدود 94 سانتی‌متر قطر دارد و در آن نزدیک به 100 ساختار شش ضلعی موجود است. محققان در حالی از این تعداد شبکه سلولی استفاده کرده‌اند که معتقدند با افزایش آنها و کوچک‌تر کردن ساختارها، بر سرعت خودرویی که روی آن حرکت می‌کند افزوده می‌شود. البته در این حالت مشکلی به نام افزایش احتمال برخورد گلوله به تایر ایجاد می‌شود که در این خصوص نیز محققان به دنبال راهکاری مناسب هستند. قرار است در آینده‌ای نزدیک این تایرها در منطقه مریلند آمریکا مورد آزمایش‌های اولیه قرار گیرند تا میزان مقاومت و تاثیرپذیری آنها در برابر شلیک گلوله‌ها در دنیای واقعی مورد بررسی قرار گیرد.
محققان شرکت فناوری‌های رزیلنت از نوعی مواد با خصوصیت انعطاف‌پذیری قابل توجه استفاده کرده‌اند که در حین حرکت خودروی سنگین نظامی تاثیری در ضریب ثبات و عملکرد آن نداشته باشند. البته این شرکت هیچ اشاره‌ای به نوع مواد به کار رفته در دستیابی به این ماده انعطاف‌پذیر نداشته است.
در این تایرهای جدید، چیزی به نام پنچری وجود ندارد. زمانی که گلوله‌ای به سوی تایر شلیک می‌شود، گلوله از داخل شبکه سلولی عبور می‌کند و بندرت آسیبی به ساختار شبکه شش ضلعی آن وارد می‌شود. سرعت بسیار بالای گلوله موجب می‌شود در کسری از ثانیه تقریبا هیچ گونه آسیبی به تایر وارد نشود و صد البته این امتیاز بزرگی برای این فناوری نوین محسوب می‌شود. این مساله درخصوص ترکش ناشی از انفجار بمب‌های کنارجاده‌ای نیز صدق می‌کند هرچند در این خصوص امکان وارد آمدن خسارت به ساختار شش ضلعی تا حد بسیار کمی بیشتر است و این مساله به زاویه برخورد ذرات ترکش به ساختار در حال چرخش شش ضلعی بازمی‌گردد. زمانی که بخش‌های بسیار کوچکی از تایر دچار آسیب می‌شود، راننده هیچ مشکلی در هدایت خودروی سنگین نظامی نخواهد داشت. نکته جالب این است که ساختار تایر به نوعی ارائه می‌شود که در صورت تحمل برخی خسارات جدی، با سرعت 80 کیلومتر بر ساعت، مسافت 80‌‌کیلومتری را بدون هیچ مشکل خاصی طی کند. به گفته متخصصان، چنین شرایطی در میادین جنگی اهمیت خاصی دارد. نکته دیگری که نباید از آن غفلت کرد افزایش سرعت خوردوهای سنگین نظامی با استفاده از این تایرهاست. آزمایش‌های متعددی که روی این تایر انجام شده، حاکی از افزایش چشمگیر سرعت خودرو و سایر سیستم‌های حمل و نقل نظامی سنگینی است که با استفاده از این تایر حرکت می‌کنند.
ارتش آمریکا حساب ویژه‌ای روی این نوع تایرها باز کرده است و می‌خواهد در آینده‌ای نزدیک از آنها در خودروهای نظامی سنگینی که هم‌اکنون در عراق و افغانستان مشغول به فعالیت هستند بهره ببرد، اما این یک روی سکه است.
استفاده از تایرهای بدون هوا در استفاده‌های شهری و خودروهای مدرنی که ساخته می‌شوند، یکی دیگر از برنامه‌های آینده محققان در این پروژه است. این عقیده وجود دارد که با استفاده از این تایرها در صنعت خودروسازی غیرنظامی می‌توان صرفه‌جویی قابل توجهی در زمینه مصرف انرژی داشت. این تایرها از جهات گوناگونی جذابیت و زیبایی خاصی دارند و البته باید این انتظار را داشت که در آینده‌ای نه چندان دور اصلاحاتی در آنها ایجاد شود تا برای انواع خودروهای غیرنظامی قابل استفاده باشند.
منبع:com www. Journal Sentinel