Навіщо придумали гусматик та гібридні шини-гусениці

Історія автомобільних шин сповнена несподіваних поворотів. Наприклад, в середині минулого століття інженери в різних країнах намагалися поєднати на перший погляд несумісні гнучку пневматику і високу гусеничну прохідність. Так з'явилися експериментальні шини з гусеничними поясами, надіти поверх колеса. Сьогодні вони здаються екзотикою з минулого, але свого часу розглядалися як можлива альтернатива класичним колесам, особливо на бездоріжжі та в умовах суворої пересіченої місцевості.

Ідея для суворої бездоріжжя

Все заради прохідності.

На перший погляд, сама ідея обернути колесо в гнучку гусеницю здається інженерним курйозом, але в 1950-60-х роках подібні експерименти виглядали цілком логічно. Важкі вантажівки та лісовози часто грузли там, де звичайні колеса не справлялися, а напівгусенична техніка була складною та дорогою в обслуговуванні. Інженери шукали компромісний варіант: щось так само впевнене на бездоріжжі, як повноцінна гусениця, але при цьому легше і простіше, як звичайне колесо.

Американські інженери намагалися заради військових.

Подібні проекти розроблялися в дослідному порядку одразу у кількох країнах. Відомо про радянські та канадські спроби використати такі шини на лісовозах, а також про випробування у США на армійських вантажівках та тракторах, які працювали на снігу чи у заболоченій місцевості. Сенс експериментальної розробки скрізь зводився до одного: пневматична покришка всередині забезпечувала амортизацію, а гнучкий металевий або гумовий гусеничний пояс зовні збільшував площу опори та знижував тиск на ґрунт, щоб техніка не провалювалася.

Це був гібрид колеса та гусеничного траку.

На кресленнях та у звітах ідея виглядала багатообіцяюче: замість повної відмови від коліс пропонувалося зберегти їхні плюси та додати до них властивості гусениці. Теоретично такі машини мали поєднувати швидкість колісного транспорту з прохідністю напівгусеничного. Саме цей баланс і здавався привабливим конструкторам, котрі проектували техніку для місць, де асфальт був справжньою екзотикою.

Як це виглядало та працювало

Сучасний варіант після еволюції.

Усередині такої гібридної шини залишалася стандартна пневматична камера, що пом'якшувала удари та пружність. Зовні ставився широкий гусеничний пояс, зібраний із металевих чи армованих гумових секцій, з'єднаних шарнірами. Цей пояс міг трохи прокручуватися щодо колеса і тим самим краще чіплявся за пухкий сніг чи пісок, де звичайна гума швидко закопувалася. Техніка на таких шинах виглядала незвичайно: це було щось середнє між вантажівкою та напівгусеничним тягачем. За розрахунками, гусеничний пояс дійсно дозволяв зменшити тиск на ґрунт майже вдвічі, завдяки чому важка вантажівка могла пройти болотом або глибоким снігом. Маса однієї такої шини сягала кількох сотень кілограмів, а установка займала багато часу, порівняно із заміною повноцінної гусениці. Ще один недолік був помітний на твердому покритті: при їзді з'являлися характерні вібрації та биття, яке не могли повністю компенсувати навіть еластичні матеріали пояса. На перетині ці вібрації губилися, але на дорозі відчувалися виразно.

Провал

Легкий сучасний варіант.

На випробуваннях техніка з такими шинами показувала хороші результати: краще проходила пухкі ділянки, рідше застрявала і зберігала рухливість там, де звичайна гума здавала, але реальної експлуатації були серйозні проблеми. Перша з них – висока вартість виробництва та ремонту. При пошкодженні чи обриві секції доводилося міняти не лише покришку, а й гусеничний пояс, що робило обслуговування складним та дорогим. Крім того, додаткова вага збільшувала витрату палива, а маневреність на твердому покритті залишала бажати кращого. При проколі внутрішньої камери гусеничний пояс не міг урятувати ситуацію повністю, і машина все одно зупинялася. У результаті шини так і залишилися експериментами: військові віддали перевагу напівгусеничнім тягачам, а в цивільній сфері почали застосовувати низьконапірні шини і системи регулювання тиску. Концепція залишилася історія як інженерний експеримент, а реальні машини з такими шинами залишилися досвідченими зразками. На цей час від цих експериментів збереглися лише кілька документальних згадок і протоколів.

Гусматик: як виглядали непробивні шини

Це так званий гусматик – безповітряна шина.

Втім, це були не єдині спроби розробити шини, стійкі до проколів. На початку XX століття під час однієї з них з'явився так званий гусматик, особлива конструкція, де внутрішню порожнину замість повітря заповнювали еластичною масою. Перші зразки розроблялися в Петрограді, а основою служив оригінальний склад з гліцерину та желатину, запропонований хіміком на прізвище Гусс. Він хотів створити колесо, яке не боялося куль, уламків і навіть попадання снаряда, пошкодження не призводили б до втрати тиску, а машина могла при цьому рухатися далі, хай і не так швидко.

Сучасні монолітні шини.

Конструкція у гусматика була напрочуд простою, але при цьому продуманою. Зовнішній шар, звичний протектор, забезпечував зчеплення з дорогою, усередині знаходилася щільна еластична маса, а сама шина сідала на обід за допомогою жорсткої арматури. Таке колесо не вимагало камери, не потребувало підкачування і могло витримувати влучення, які звичайну покришку вивели б з ладу миттєво. Завдяки цьому гусматики використовували на броньовиках та артилерійських лафетах часів Першої та Другої світових воєн, і в бою вони справді рятували машини від вимушеної зупинки.

Сучасні безповітряні шини.

Але гусматик мав і серйозні мінуси. Така шина виходила куди важчою за звичайну, а головне — помітно жорсткіше. На твердому покритті вона грілася, могла руйнуватися зсередини, а за великих швидкостей з'являвся ризик перегріву і навіть займання. Крім того, колеса з гусматиками було складніше балансувати, а керованість страждала, техніка з такими шинами не відрізнялася маневреністю і не любила різких поворотів. Після війни, коли армійські машини стали швидше, а дороги кращими, гусматики поступово витіснили звичайні пневматичні шини із системою регулювання тиску: при пробитті колеса можна було просто підкачати, і це вирішувало частину проблем. До середини XX століття такі шини, що не пробивалися, пішли з доріг і стали рідкістю. Сьогодні від тієї старої ідеї дещо збереглося: на складах і спецтехніці все ще зустрічаються суцільнолиті покришки, які іноді називають гусматиками, але за конструкцією та матеріалами вони вже зовсім інші.

Ще цікаве з нашого каналу:

Чехонь – рибка, яка смачніша за карася і зовсім не пахне тванню

На даний момент стандартом вважаються пневматичні шини, але безповітряні також розробляються і вважаються гарною альтернативою. Вони є полімерними «сотами» і не бояться пошкоджень.