In der NASA entwickelten Reifen mit Memory-Effekt für den neuen Rovers

Während seines fünfjährigen Aufenthalts auf dem roten Planeten mars-Rover «Curiosity» hat eine enorme wissenschaftliche Arbeit und machte viele interessante Entdeckungen. Und in all dieser Zeit der autonomen mars-wissenschaftslabor, natürlich musste viele fahren über die Oberfläche unseres planetarischen Nachbarn. Jedoch im Jahr 2013, während der routineuntersuchung Management-Team «Curiosity» war sehr überrascht von der Tatsache, dass alle sechs Räder des Rovers haben eine Vielzahl von Schäden, einschließlich solche, wie im Bild unten.

Die Erkenntnis, dass der künftige mars-Rover, die sich auf dem Roten Planeten zu senden bis Mitte der 2020er Jahre erwarten können, die ähnliche Probleme, ein Team von Ingenieuren aus Glenn Research Center (NASA) hat beschlossen, eine neue Art von Rädern.

Start, vielleicht ist mit der Tatsache, dass die Konstruktion neuer Räder basiert auf dem früheren Stand der Technik Tire Spring – безвоздушных Reifen, entwickelt von der Firma Goodyear in Zusammenarbeit mit der NASA in der Mitte der 2000er Jahre. Interessant ist, dass die ursprüngliche Variante dieser безвоздушных Reifen zum ersten mal erschien noch früher im bärtige 70-er und wieder das Ergebnis der Zusammenarbeit von Goodyear und NASA. Doch in neue Reifen anstelle der Verwendung von Feder-Draht-Konstruktion, umgesetzt worden in den ursprünglichen Modellen, ein Team aus NASA beschlossen, über eine starke und flexible Konstruktion.

Der Mond, mars und anderen Planeten des Sonnensystems haben eine sehr abgeneigt, rauen Landschaft. Im Falle des Mondes zugrunde liegende Problem schafft Regolith, bedeckt fast die gesamte Oberfläche des Satelliten. Dieser Feinstaub ist ein passives Boden, ein Produkt des kosmischen Verwitterung von gestein und ist in der Lage, mit Leichtigkeit beschädigen die mechanischen Teile des Fahrzeugs. Die Situation auf dem mars ist kaum einfacher: dort der größte Teil der Oberfläche bedeckt nicht nur реголитом, aber noch kleinen und scharfen Steinen, die mit Leichtigkeit schneiden können sogar Eisen.

Im Jahr 2013, nach nur einem Jahr Aktivität auf der Oberfläche des mars, die Räder der «Curiosity» begann, zeigt Anzeichen von schweren Verschleiß. Diese Situation nervös machte der Wissenschaftler, die begonnen haben, daran zu zweifeln, dass der Rover in der Lage, füllen Sie Ihre geplante Mission. In der Folge und dies führte auch dazu, dass Glenn Research Center beschlossen, zu überdenken Design-Reifen, deren Entwicklung zu diesem Zeitpunkt wurde bereits seit fast zehn Jahren. Reifen wurden mit der Perspektive einer Rückkehr zum Lunar-Programm.

Der kosmischen Entwicklung neuer Reifen für Glenn Research Center überhaupt war einer der Schwerpunkte der letzten zehn Jahre. In dieser Hinsicht Ingenieure und Wissenschaftler der NASA ein paar mal wieder auf Methoden, die noch aus der Zeit der ära der Weltraum-Missionen «Apollo». Damals im Rahmen der Entwicklung der amerikanischen und sowjetischen Raumfahrt entwickelte mehrere Varianten von Reifen, dazu bestimmt, für den Einsatz auf der Mondoberfläche. Das Zentrum von Glenn wählte als Grundlage drei Varianten.

Der Erste wurde in der sowjetischen «Луноходе». In seiner восьмиколесной Datenbank wurden Metall-Reifen, die Flügel mit der Achse durch die vielen Speichen. Auf der Außenseite der Reifen hatte einen metallischen Schutz, entworfen, um einen festeren Grip auf dem Boden.

Auf der überlegung bekam auch die Reifen, die galten, in einer speziellen Schubkarre Modularized Equipment Transporter (MET), das verwendet wurde für den Transport von Astronauten Proben Lunar Boden in einer der Missionen «Apollo». Die Entwicklung der Reifen für Sie führte auch gemeinsam mit dem Unternehmen Goodyear. Selbst die Schubkarre war немоторизованной, und die Astronauten mussten das anwenden erhebliche körperliche Anstrengung für den Transport. Dennoch seine Reifen hatten eine glatte gummierten Oberfläche, dass einige vereinfacht seine Bewegung nach dem Boden und den Steinen.

Der Dritte Design-Reifen, die entschieden zu konsultieren, wurde in der so genannten Mond-Auto, das wurde von den Astronauten im Rahmen der Missionen «Apollo-15», «Apollo 16» und «Apollo 17». Es пилотируемое Fahrzeug verwendete vier riesige Räder mit soliden inneren Rahmen und Protektor in Form eines flexiblen Gitters Draht-Konstruktion. In der Mitte der 2000er Jahre, als die NASA Anfang der Ausbildung führen zu einer möglichen neuen lunare Missionen (mit der Aussicht auf zukünftige Missionen zum mars), Ingenieure beschlossen, das Design der Reifen Lunar Autos, indem Sie neue Technologien und durch die Verwendung neuer und langlebiger Materialien. In der Folge entstanden die Reifen Tire Spring. Protector безвоздушных Reifen Bestand aus vielen miteinander verbundenen Metallringe (wie in der E-Mail), dass machte ihn gleichzeitig robust und flexibel. Ein solches Design nicht nur erlaubt, das Gewicht zu reduzieren, aber dabei zeigte hohe Belastbarkeit auch bei der Fortbewegung auf harten Oberflächen.

überprüfen Sie das Verhalten der Reifen Tire Spring auf der Oberfläche des mars Ingenieure aus Glenn Research Center haben begonnen, die Durchführung der Tests auf einem speziellen Testgelände, das speziell für die Modellierung der Bodenbeschaffenheit. Trotz der Tatsache, dass in der Regel die Reifen zeigten sich als würdig, während der Fahrt durch смоделированному mars dem Boden, haben Sie ein ernstes Problem – scharfe Steine, bewegte sich die Testmuster, verformen begann nicht nur Reifen, sondern auch im wörtlichen Sinne zu Bersten.

Im Endeffekt Ingenieure wieder mit der Arbeit begonnen. Die Lösung war der Einsatz hyperelastische Reifen, die Fortsetzung der «Feder» Spring Reifen Tire. In den neuen Reifen verwendet eine spezielle Legierung Niti, auchbekannt als Nitinol. Dieses Material ist der Marktführer unter den Legierungen mit Memory-Form. Er ist in der Lage, vollständig zu erholen nach der 10 Prozent der Verformung. In den gleichen Reifen Tire Spring diese Zahl ist nur 0,3-0,5 Prozent.

Profitieren zudem von Reifen aus Nitinol ist ein geringes Gewicht (bei gleichen experimentellen Prototyp-er ist nur neun Kilogramm), die Möglichkeit der Einstellung des Grip auf jedem Untergrund und hohe Dämpfungseigenschaften. Bei Reifen mit dem Memory-Effekt auch erhöht und Indikator für die Flexibilität, die haben in der Regel einen positiven Einfluss auf Ihre Haltbarkeit.

«Erstens, solche Reifen ermöglichen die Durchführung von mehr Forschung auf verschiedenen Arten von Oberflächen. Zweitens, da Sie leichter und in der Regel in der Lage, sich anzupassen, unter dieser oder jener Art der Oberfläche, Sie können nicht in den Boden eingegraben sein, da die härteren und schweren Räder und sind in der Lage Umgang mit schwereren Lasten. Darüber hinaus, da die Reifen mit Memory Form-sind in der Lage, absorbieren die Energie von den Auswirkungen des Bodens auf die verschiedenen Geschwindigkeiten, können Sie auf verwalteten Fahrzeugen, deren zu erwartende Geschwindigkeit signifikant höher, als bei der aktuellen mars-Rover», — heißt es auf der Website Glenn Research Center.

Anwendung hyperelastische Reifen muss nicht alleinig auf die kosmischen Programm. Schon jetzt unter den potenziellen Bereiche behandelt werden Reifen für PKW und SUVs, Militär -, agrar-und Luftfahrttechnik. Die Entwickler haben bereits eine experimentelle Reifen SUV auf Jeep Wrangler und prüften Ihre Arbeit unter realen Bedingungen.

Bezüglich der ersten echten Einsatz solcher Reifen, dann ist die Möglichkeit geben, schon in den nächsten Jahren, wenn die NASA sendet auf der Oberfläche des roten Planeten New mars-Rover. Wenn alles nach Plan läuft, dann findet es irgendwo im Jahr 2020. Der neue mars-Rover wird berufen ersetzen «Curiosity» bei seiner Mission auf der Suche nach Anzeichen von Leben auf dem mars. Abgesehen davon, bevor der Rover wird die Aufgabe gestellt werden für die Sammlung von Proben die mars-Boden, die planen wieder auf die Erde im Rahmen einer bemannten Mission, die stattfinden soll irgendwo in den 2030-er Jahren.