Cum funcționează roțile fără aer, care nu fac pană, create în Ucraina cu imprimante 3D
Urmărește Libertatea in Google Discover
Inginerii ucraineni au creat, sub presiunea războiului, roțile care nu conțin deloc aer și care pot continua să funcționeze chiar dacă sunt perforate de schije sau alte obiecte ascuțite. Sunt fabricate cu imprimante 3D, costă mult mai puțin decât unele alternative din import și au fost deja testate în misiuni reale pe front, potrivit publicației ucrainene Militarnyi.
Cuprins:
- Ucrainenii au creat roți care nu fac pană nici dacă sunt perforate de schije
- Cum funcționează roțile fără aer, fabricate cu imprimante 3D
- Roțile au fost testate în 11 misiuni pe front și au ajutat la evacuarea unui rănit
- Cât costă un set de roți fără aer: mult sub alternativele din import
- Roțile pot fi reparate direct pe front, fără echipamente complicate
- De ce sunt atât de importante aceste roți pentru roboții care evacuează răniți
Ucrainenii au creat roți care nu fac pană nici dacă sunt perforate de schije
Noua tehnologie a fost dezvoltată de Print&Live UA, în parteneriat cu iSCALE 3D și alți specialiști, pentru vehiculele militare fără echipaj care se deplasează la sol. Acești roboți sunt folosiți de armata ucraineană pentru transportul muniției, alimentelor și echipamentelor, dar și pentru evacuarea militarilor răniți din zone periculoase. Una dintre cele mai mari probleme ale lor sunt anvelopele obișnuite. Pe front, terenul poate fi acoperit cu schije, fragmente metalice, sârmă ghimpată, pietre ascuțite și resturi rezultate din explozii.
Este suficient ca o roată să fie perforată pentru ca vehiculul să piardă presiunea din anvelopă și să rămână imobilizat. Într-o asemenea situație, nu doar încărcătura riscă să fie pierdută. Militarii pot fi nevoiți să intre într-o zonă expusă atacurilor pentru a recupera robotul sau pentru a continua evacuarea unui rănit.
„O singură pană și misiunea se încheie acolo unde se oprește vehiculul”, explică dezvoltatorii pe pagina oficială a proiectului.
Tocmai această vulnerabilitate au încercat să o elimine prin construirea unor roți fără aer, care nu se dezumflă atunci când sunt perforate.
Cum funcționează roțile fără aer, fabricate cu imprimante 3D
Secretul se află în interiorul roții. La o anvelopă obișnuită, aerul comprimat ajută la susținerea greutății vehiculului și la absorbția șocurilor. Dacă anvelopa este perforată, aerul se pierde, iar roata nu mai poate funcționa normal. Inginerii ucraineni au înlocuit această cameră de aer cu o structură elastică, formată dintr-o rețea de celule proiectate pe calculator.
Structura este imprimată 3D din elastomeri rezistenți și polimeri compoziți. Celulele flexibile se deformează când roata trece peste un obstacol, apoi revin la forma inițială. În acest fel, distribuie greutatea și atenuează șocurile. Pentru că nu există aer sub presiune, perforarea materialului nu produce o pană.
Potrivit dezvoltatorilor, roata își poate păstra capacitatea de a susține greutatea vehiculului chiar și atunci când anumite porțiuni ale structurii sunt deteriorate. Asta nu înseamnă însă că roțile sunt indestructibile. O explozie puternică sau o avarie structurală majoră poate împiedica funcționarea lor.
Un alt element important este forma exterioară. Unele anvelope fără aer au structuri laterale deschise, în care se pot aduna noroi, pietre sau gheață. Inginerii ucraineni au ales un profil lateral închis și o suprafață de rulare rotunjită, construcție care reduce acumularea murdăriei și rezistența la înaintare, ceea ce poate ajuta vehiculul să consume mai puțină energie.
Roțile au fost testate în 11 misiuni pe front și au ajutat la evacuarea unui rănit
Tehnologia nu a rămas doar la stadiul de proiect. Potrivit datelor prezentate de dezvoltatori și relatate de publicația 3D Printing Industry, roțile au fost montate pe mai multe vehicule militare și testate în condiții reale. Unul dintre cele mai importante teste a fost făcut de Brigada 3 de Asalt a armatei ucrainene, pe un robot terestru TARGAN 3K 244 EVO 1.
Vehiculul a parcurs mai întâi 210 kilometri pe un traseu de testare, apoi a fost folosit în 11 misiuni militare desfășurate iarna, în care a parcurs încă 151 de kilometri, pe temperaturi cuprinse între 0 și minus 15 grade Celsius. În cele 11 misiuni, robotul a transportat în total 1.825 de kilograme de materiale și a fost folosit pentru evacuarea unei persoane rănite. La finalul testelor, anvelopele prezentau semne de uzură, însă și-au păstrat funcționalitatea.
Un alt test a fost realizat de Batalionul 49 de Asalt Separat „Karpatska Sich”, care a folosit roțile pe un robot Rys Pro. Acesta a circulat pe teren mlăștinos și înghețat, inclusiv în situații în care tracta un alt vehicul fără echipaj și, potrivit companiei, testele acestui model au însumat 285 de kilometri. Deși au apărut urme de uzură pe suprafața de rulare, roțile au continuat să susțină greutatea vehiculului și nu au prezentat desprinderi între straturile materialului sau fisuri structurale.
Cât costă un set de roți fără aer: mult sub alternativele din import
Pe lângă rezistența la perforare, un alt avantaj anunțat de producători este prețul. Un set de roți imprimate 3D costă aproximativ 680 de euro. Prin comparație, unele sisteme similare fără aer, aduse din străinătate, costă între 3.000 și 4.000 de dolari sau chiar mai mult, potrivit comparației prezentate de dezvoltatori. Diferența vine inclusiv din metoda de fabricație.
În loc să folosească matrițe industriale și linii de producție dedicate unui singur model, inginerii pot modifica designul pe calculator, apoi pot imprima roata potrivită fiecărui tip de robot. Contează și greutatea. Potrivit datelor prezentate în presa de specialitate, un set de roți ucrainene cântărește între 32 și 56 de kilograme, în funcție de configurație. Unele alternative fără aer din import ajung la 88-144 de kilograme pe set, conform comparațiilor producătorilor.Greutatea mai redusă solicită mai puțin motoarele electrice și componentele de transmisie ale robotului. Dezvoltatorii estimează că noua construcție ar putea crește autonomia vehiculelor cu până la 30%, datorită reducerii masei și rezistenței la rulare.
Roțile pot fi reparate direct pe front, fără echipamente complicate
O altă problemă pe care inginerii au încercat să o rezolve este întreținerea vehiculelor în condiții de război. În mod obișnuit, schimbarea unei anvelope poate necesita utilaje speciale, un atelier și transportarea vehiculului la o unitate de reparații. Noul sistem folosește o jantă alcătuită din două piese, proiectată special pentru anvelopele fără aer, care poate fi desfăcută pentru înlocuirea părții deteriorate, folosind unelte obișnuite iar reparațiile pot fi efectuate și în teren, fără o presă sau un utilaj specializat pentru montarea anvelopelor.
Producătorul precizează că o roată completă, cu tot cu jantă, poate cântări între 16 și 22 de kilograme, în funcție de capacitatea de încărcare. Janta propriu-zisă cântărește aproximativ opt kilograme.
Un alt avantaj al imprimării 3D este și posibilitatea de a adapta rapid roțile. Inginerii pot modifica rigiditatea, forma și capacitatea de absorbție a șocurilor în funcție de greutatea și misiunea vehiculului, fără să construiască o nouă linie de producție.
De ce sunt atât de importante aceste roți pentru roboții care evacuează răniți
Vehiculele terestre fără echipaj au devenit importante pentru transportul materialelor în zonele în care deplasarea soldaților este foarte periculoasă. Ele pot transporta alimente, apă, medicamente, muniție și echipamente către pozițiile militarilor, iar unele sunt adaptate inclusiv pentru evacuarea răniților, reducând necesitatea trimiterii unor echipe umane în zone expuse atacurilor.
Conceptul anvelopelor fără aer nu este, însă, complet nou. Companii precum Michelin au dezvoltat deja asemenea tehnologii. Sistemul Michelin Tweel, de exemplu, este folosit pentru anumite utilaje, vehicule industriale și echipamente de teren. Noutatea proiectului ucrainean constă în combinarea structurii elastice, a profilului exterior închis și a imprimării 3D pentru a produce rapid roți adaptate roboților tereștri. Mai mult, tehnologia ar putea avea aplicații și în afara domeniului militar. Dezvoltatorii menționează roboții agricoli, vehiculele de intervenție și platformele industriale, care trebuie să funcționeze pe teren accidentat sau în zone unde reparațiile sunt dificile.
Totuși, roțile produse acum în Ucraina nu pot fi montate, încă, direct pe autoturisme. Ele sunt proiectate pentru vehicule specializate, cu viteze, greutăți și cerințe diferite de cele ale mașinilor de pasageri.
