鲁达 充气轮胎自1845年问世以来，一直是各类交通工具的标准配备，其间岁不断有非充气式的轮胎被发明出来，但因为实用性、可靠性一直无法与充气轮胎相竞争，所以充气轮胎到目前为止依然是轮胎界的霸主。
但充气轮胎一直存在一个致命的问题就是容易扎胎和爆胎！有试验数据表明，当时速达到160km/h时，如果车辆发生爆胎而引发事故，死亡率高达100%。高速行驶时发生爆胎，对乘客安全会产生巨大威胁，主要原因比如充气过足、不足，轮胎有裂纹，或者直接被刺穿。为了行车时轮胎不发生意外，需要经常检查胎面磨损程度，安装监测系统实时关注胎压和温度信息。
正因为如此，各大轮胎厂商和科学家们一直在研究能替代充气轮胎的免充气轮胎，以解决扎胎和爆胎的问题。
免充气轮胎是指不借助空气压力，而实现减震缓冲性能的轮胎，具有不怕扎、弹性好、耐磨、等优点，使用寿命是充气胎的3倍以上。免充气轮胎能够彻底解决传统充气轮胎易漏气、爆胎的难题，适用于自行车、电动自行车、高尔夫球车、儿童车、老年代步车、医疗器械车、摩托助力车等各种车辆。
我们先来看看各类创新的免充气轮胎的研发情况：
免充气辐射层
轮胎
米其林经过十年左右的研发，在位于美国东南方南卡罗莱纳州的皮特蒙特地区的全新工厂，正式投产创新轮胎Michelin X Tweel 免充气辐射层轮胎。这标志着免充气的子午线轮胎已经从概念走向现实。
免充气子午线轮胎Tweel的优点：
由于Tweel内部的支撑结构在越障时会发生弹性形变，吸收冲击力，减少避震和悬架的负载。所以相比充气轮胎和实心橡胶轮胎，Tweel在稳定性、承载力等方面具有先天的优势。另外，由于采用免充气设计，所以Tweel永远不会爆胎，不怕刺扎，而且它的外层使用橡胶包裹，基座可再利用，胎面可以翻新。
免充气子午线轮胎Tweel的缺点：
相较于普通充气轮胎，Tweel轮胎的滚动阻力增大了5%，因此燃料消耗也增加了1%。当车辆时速高于80km/h时，Tweel轮胎会产生强烈震动、巨大的噪音和发热现象。以目前的技术水平Tweel的这些问题尚不能很好的解决，所以米其林会将Tweel优先应用于商用车领域，例如：铲车、挖掘机、农耕机械等。
蜂巢轮胎
这款轮胎由美国威斯康辛州麦迪逊的聚合物研究中心推出，主要在美国军车上使用。它包括实心外胎与蜂窝胎体，其实心外胎由橡胶制作，通过「过盈配合」紧箍在蜂窝胎体外围；而蜂窝胎体包括外圆环、内圆环以及设于外圆环与内圆环之间的蜂窝柱状结构，这种蜂窝柱状结构的截面为六边形形状。这种结构设计，可以在保证减震性能的同时，提高车轮强度。
蜂巢轮胎其实目的是为了防止战争时候轮胎因为破损而不能行驶。在战场上，轮胎被子弹打穿是高频次的事故，所以能够防爆不惧子弹的轮胎非常必要。
球形轮胎
2016年3月1日举行的日内瓦车展上，固特异展示了一款3D打印的橡胶球，名为Eagle-360——一款专门为自动驾驶汽车量身打造的概念轮胎！
作为专业轮胎厂商，轮胎的表面纹路依然花了心思。Eagle-360的外部模仿了大脑表层的珊瑚结构，布满了多方向的块状纹路和凹槽，增加抓地力而且兼顾雨天排水和散热。花纹凹槽内的材料像天然海绵，遇水之后变软，留出更多空间让水通过，避免水滑现象。固特异想让Eagle-360装上传感器检测拥堵、天气和路表面状况，把这些数据传给车辆并对外广播受惠附近车辆。或者调整轮胎和地面接触面积，增加使用寿命。因为是3D打印，所以根据司机开车习惯定制也不是没可能。
球形轮胎自有球形轮胎的好，对自动驾驶汽车来说也能方便解决安全问题。当自动驾驶汽车突遇路面危险（黑冰、障碍）打滑时，就能直接保持前行状态，用灵活的车轮滚动避开障碍。
球形轮胎带来的另一项福利就是停车方便。四轮各方向转动入库比其他普通车要灵活很多。又因为可以平行移入车位，所以不需要留出大量调整方向的空地，相同面积的停车场就可以划出更多车位。
球星轮胎采用磁悬浮技术与车身进行连接。取消了固定的转动轴，在轮胎里内置马达，就能保持轮胎各个角度都能灵活滚动。刹车和加速的情况，也都靠磁力变化和轮胎滚动方向控制。但Eagle-360目前只是技术展示和未来畅想，没有给出量产时间表。固特异的专家认为，到2035年的时候，就会有8500万辆车上路行驶，就算球形轮胎只能在高端自动驾驶汽车上配备，也是个相当大的市场。
各种免充气轮胎也发明了不少，但为什么还是没有在民用车辆上普及呢？
其一，性能问题。对民用来说，强调的是轮胎的减震力、抓地力，保证操纵和制动能力，以及轻量化。免充气轮胎的舒适性还有待改进，重量大，行驶速度慢，散热性差，抓地性差。弹性性能一般，还有极大的噪音，其滚动阻力也比传统的充气轮胎要大很多，因此它并不能适应高速行驶。
其二，成本问题。免充气轮胎基本都处于研发试验阶段，难以量产，各个方面的成本也比传统充气轮胎要高不少。也正是这些因素难以攻破，使面充气轮胎尽管具备更耐磨、更耐用、适应环境能力强和质量高等诸多优点，但还是很难在民用车上普及。
但免充气轮胎毕竟是科技发展的趋势，所以我们不放换一种思路，在不改变充气轮胎基本结构的基础上，采用新的避震技术，或许能推动免充气轮胎的尽快普及。这就是本号要推出的黑科技概念轮胎设计--“磁浮概念轮胎”。
下图是磁浮概念轮胎的结构设计：
磁浮概念轮胎的设计原理是，在轮毂和轮胎内壁上分别安装磁力设备，通过磁力之间的反斥力来实现轮胎的弹力。轮胎内部依然可以充气，但只提供补充性的支撑力，在漏气的情况下依然不影响正常行驶，轮胎的弹力支撑主要由磁场来实现。
采用轮毂、轮胎一体化设计，在轮毂上安装电磁体，在轮胎内侧安装一层柔性软磁层，与轮毂形成反斥力；
轮胎外部结构与普通充气轮胎无异，但已不再依赖空气来提供弹力支撑；
希望这个思路能为轮胎研发专家提供一些灵感，或许是个不错的方向哦！
本文版权归蜂芒作者所有，未经授权，不得转载。