Inteligentní pneumatiky se starají o bezpečnou jízdu

Moderní automobily - ovšem především dražší modely - jsou vybaveny různými tzv. asistenčními systémy, jejichž posláním je zvyšovat bezpečnost. Jde hlavně o elektronické systémy udržování stability i v kritických situacích, trakční kontrolu, systémy proti zablokování kol apod., které pomáhají řidiči aktivně se vyhnout kolizi, nebo - v případě pasivních systémů airbagy a speciálními deformačními zónami počínaje a nejrůznějšími ochrannými prvky konče - minimalizovat následky případné nehody.

Nový typ pneu pomáhá vyhnout se smyku

Nyní zřejmě k paletě těchto systémů přibudou i speciální inteligentní pneumatiky, které umožňují zjistit nebezpečí nečekaného smyku, který patří k základním příčinám nehod, a pomoci aktivovat bezpečnostní systémy k zabránění nehodě. Mohou rovněž zlepšit efektivitu provozu vozidla, které je jimi vybaveno.

Italský výrobce pneumatik Pirelli vyvinul specialitu s názvem Cyber Tyre, vybavenou malým zařízením obsahujícím miniaturní senzory, které měří zrychlení a zpomalení ve třech osách a bod kontaktu s vozovkou. Malý vysílač v zařízení přenáší tyto informace do speciální jednotky napojené na brzdové a další kontrolní systémy vozidla.

Vývoj pneumatiky trval devět let a hlavním problémem bylo vyrobit senzory tak malé, ale lehké a odolné a schopné práce ve velmi drsných podmínkách. Akcelerometry se ve vozech již používají (např. pro aktivaci airbagů, když zaznamenají prudké zbrzdění, které může signalizovat srážku, nebo pro kontrolu stability, kdy měří zrychlení během zatáčení a poskytují data pro trakční systémy). Tyto akcelerometry jsou však poměrně velké. V "kyberpneumatice" jsou použita zařízení miniaturních rozměrů - o velikosti pouhých několika milimetrů. Vysílač má zhruba 2,5 cm v průměru a tloušťku mince.

Zařízení je zabudováno přímo do pneumatiky mezi přírodní a syntetickou gumu, černé plnidlo a silicu, které tvoří hlavní prvky pneu. Musí odolávat extrémním podmínkám, protože teploty pneu mohou dosáhnout přes 80°C, ale musí fungovat i při -40°C; a vzdorovat silám přesahující někdy tisícinásobek gravitace. A samozřejmě musí mít vyšší životnost než samotná pneumatika.

Mikročipy v pneu budou šetřit palivo

Stálé sledování sil v pneumatice a jejího působení na vozovku má pomoci rovněž snižovat spotřebu pomocí optimalizace brzdění a zastavování, a slibuje lepší využití pneumatik s nižším valivým odporem, často používaných pro hybridní vozidla, které šetří palivo snižováním odporu mezi pneumatikou a vozovkou. K tomu však potřebují nižší přilnavost k vozovce, zvláště mokré. Pokud budou vybaveny senzory, umožní to lépe kontrolovat a ovládat jejich vlastnosti v "kluzkých" podmínkách.

Cyber Tire vznikala ve spolupráci třech renomovaných italských firem. Podílejí se na ní Pirelli, Magneti Marelli (systém elektronického řízení) a výrobce brzd Brembo (vývoj brzdového systému). Díky trojfaktorovému akcelerometru umožní získat informaci o skutečném i potenciálním koeficientu tření, zatížení i síle kontaktu s vozovkou. Předpokládá se, že kyberpneumatika bude uváděna ve dvou fázích - Cyber Tyre Lean pro motocykly a Cyber Tyre pro auta, přičemž první varianta by se měla objevit už v roce 2010, automobilová verze bude uvedena v roce 2011 nebo 2012, či 2013. V ní by se měly objevit ještě výrazně menší a složitější elektronické prvky umožňující komunikaci s dalšími systémy jako ABS či ESP v reálném čase. Budou umístěny ve vnitřní konstrukci pneu a napájeny energií získávanou z otáčejícího se kola.

Neprůstřelná pneumatika - nepneumatika

Inteligentní kyberpenuumatiky Pirelli však nejsou jediným pozoruhodným projektem, s nímž se v oblasti vývoje pneu můžeme setkat. Americká University of Wisconsin-Madison a firma Wausau představily např. unikátní 37palcovou neprůstřelnou pneumatiku pro vozidla Humvee, které používají americké ozbrojené síly. Pneumatika, která připomíná včelí plástev, je vyrobena ze speciálního vysoce odolného plastu a podle výrobce je schopna přežít i výbuch bomby. Unikátní superodolná bezvzduchová pneu, o níž už loni informoval server MilitaryTech, je založena na speciální polymerické struktuře, vypadá jako plástev ovinutá silným černým běhounem. Podle výrobce by neměla přidávat hmotnost dodatečné ochrany, naopak by měla bez problémů přežít pro jiné pneu zničující útok a i poté umožnit únikovou jízdu osmdesátikilometrovou rychlostí.

Ozbrojené složky požadovaly alternativu k tzv. run-flat-pneu, systému umožňujícím jízdu i s prázdnou pneumatikou, který - navzdory svému názvu - přece jen určitý minimální tlak v pneu obvykle vyžaduje. "Ne-pneumatika" vyvinutá firmou Resident Technologies a Střediskem pro polymery na Wisconsin-Madisonské univerzitě nepotřebuje žádný vzduch - takže z ní po zásahu nemůže ani žádný uniknout. Při vývoji pneumatiky konstruktéři studovali i jiné obdobné systémy jako např. Tweel firmy Michelin, ale nakonec se inspirovali hlavně přírodou a strukturami, které se v ní už tisíce let osvědčují. V tomto případě jim byla vzorem plástovou strukturou a výsledkem je patentovaný design šestibokého vzorku umožňující konstrukci unikátních bezvzduchových pneumatik-nepneumatik.

"Cílem bylo snížit variace roztržení pneumatiky a stejnoměrně rozložit zátěž tak, aby se stala více homogenní. A nejlepší design je včelí plástev," vysvětluje konstruktér Tim Osswald. Její geometrie také umožňuje do značné míry snížit hlučnost a zahřívání při otáčení kola, což byly dva z dalších velkých problémů předchozích řešení. A to nejlepší nakonec: cena těchto unikátních pneumatik, jejichž výroba by měla začít v roce 2011, by podle vývojářů měla být obdobná nebo nižší než u současných typů odolných pneumatik.

(pev)

Schéma znázorňující rozdíl mezi normální pneu a "kyber" pneu

Pneu pro armádu se obejde bez vzduchu