Durante mucho tiempo, el aspecto general de una rueda de automóvil con un disco central y un neumático lleno de aire se ha establecido y ha demostrado ser exitoso. Sin embargo, regularmente se intenta rediseñar drásticamente dicho marco para mejorar sus cualidades técnicas o económicas: el llamado neumático sin aire, que tiene partes elásticas pero no gas presurizado.
Las primeras opciones de neumáticos sin aire llegaron a principios de siglo. A menudo, la aparición de tales empresas se debe a la falta de materiales. Los diseñadores intentaron reemplazar el caucho costoso y de difícil acceso con madera o metal más rentables. Hasta la fecha, el problema del déficit se ha resuelto y los desarrollos posteriores están motivados solo por el deseo de aumentar el rendimiento del chasis.
Los primeros diseños de neumáticos sin aire solían tener un disco de metal y una llanta exterior con banda de rodadura, unidos por una serie de resortes de diferentes formas y disposiciones. Las ballestas cilíndricas o ballestas se utilizaron en varias épocas. Estas ideas normalmente manejaban los problemas, pero demostraron ser excesivamente complicadas y difíciles de usar. Como resultado, no aparecieron en una gran serie y no se distribuyeron ampliamente.
Considere algunos de los estilos actuales de neumáticos sin aire que se han desarrollado en las últimas décadas. Como resultado, el proyecto Airless: Resilient NPT de Resilient Technologies atrajo una amplia atención en el pasado. Ha estado en desarrollo desde 2002 y las pruebas comenzaron a finales de la década. Los ingenieros estadounidenses construyeron un diseño realmente único utilizando materiales poliméricos actuales que no estaban disponibles en el pasado lejano.
El neumático Airless: Resilient NPT es un diseño único que consta de un disco de montaje central, una llanta exterior con banda de rodadura y un marco específico que los conecta. Esta última es una construcción de celosía compuesta por hexágonos y trapecios irregulares. El peso del vehículo se divide entre la llanta y la parrilla, que son bastante rígidas. Al mismo tiempo, la flexibilidad de la estructura le permite absorber los golpes.
Michelin creó la idea del neumático Tweel (Tire + Wheel) en 2005. El disco central y la llanta exterior están unidos en este diseño por «radios» en forma de V que abarcan todo el ancho del neumático. El creador mencionó la reducción de peso en comparación con los productos estándar, la ampliación de los recursos, etc.
El neumático Tweel se creó después de extensas pruebas y desarrollo. Han aparecido modificaciones en la tecnología de este producto de varios tipos. La entrega de este tipo de neumáticos para maquinaria agrícola y de construcción comenzó en 2012. En el futuro, existirán más modelos de artículos similares con diferentes configuraciones de elementos elásticos.
Ventajas e inconvenientes
Una rueda neumática típica tiene numerosos beneficios significativos sobre un neumático sin aire con piezas incorporadas robustas. Son la razón del creciente interés que se ha visto hasta ahora por este tipo de estructuras.
El beneficio principal es el aumento de la supervivencia. El neumático sin aire carece de cámara de aire y no se preocupa por los pinchazos. Tampoco teme las consecuencias no deseadas. Dependiendo de la arquitectura, la operatividad se mantiene incluso cuando la estructura de soporte está gravemente dañada. No se requiere bombeo ni control de presión, lo que simplifica la operación. Es posible rechazar un disco de rueda grande y algo macizo. Como resultado, todo el sistema de ruedas es más ligero, lo que reduce la masa no suspendida.
Sin embargo, hay varios problemas que impiden que estos neumáticos se utilicen ampliamente. En primer lugar, las crecientes necesidades materiales. Requiere el uso de un caucho o polímero con elasticidad, rigidez y resistencia adecuadas a diversas tensiones. Existen normas estrictas adicionales para la absorción de energía mecánica y la conversión en calor, seguida de la dispersión.
Todo esto complica y eleva los costos de fabricación. Además, la mayoría de los neumáticos tienen un límite de velocidad, que generalmente no supera los 70-80 km/h. Una mayor aceleración aumenta el estrés mecánico y provoca temperaturas inaceptablemente altas.
Los neumáticos sin aire, a diferencia de los neumáticos, mantienen una rigidez continua y deben cambiarse con ruedas nuevas. Al mismo tiempo, la entrada de suciedad en la estructura a través de las paredes laterales abiertas puede tener un impacto negativo en la rigidez y otras propiedades. Desde estas perspectivas, las estructuras neumáticas son mucho más rentables.
Como resultado, los neumáticos sin aire ahora se utilizan principalmente en ingeniería ligera con velocidades y pesos limitados. Se montan en carritos de golf, buggies, pequeños equipos de construcción y otros vehículos. La fabricación de neumáticos para bicicletas, scooters y otros artículos ligeros ya ha comenzado. Actualmente se está debatiendo la disponibilidad de muestras más grandes.
