Орбитальное колесо своими руками
На Женевском автосалоне 1989 года швейцарский автомобильный дизайнер Франко Сбарро произвел настоящий фурор. На протяжении всей выставки к его небольшому стенду было не подойти: его оккупировали журналисты, конструкторы, зеваки. Сбарро стал первым человеком, который решился построить автомобиль с орбитальными колесами (хаблессами). Дизайнер был уверен, что не пройдет и пяти лет, как большинство автопроизводителей перейдут на хаблессы как на новый, модный и перспективный тип колеса. Но, как мы видим, этого не произошло. Почему?
У колеса без ступицы много названий. Хаблесс — это жаргонная калька с английского hubless, «бесступичный». Также используются термины «орбитальное колесо» и «осмос-колесо». Единообразного слова для колес подобной конструкции в русском языке нет. Впрочем, и особой необходимости в этом пока не наблюдается: более или менее активно мотоциклы с осмос-колесами сегодня строят только в США.
Еще один момент: что бы ни утверждал Франко Сбарро, орбитальное колесо придумал не он. Принцип, заложенный в такое колесо, восходит к моноциклам конца XIX — начала XX века. В те времена моноцикл представлялся весьма перспективным видом транспорта, и многочисленные изобретатели патентовали конструкцию за конструкцией. Большая часть подобных изобретений представляла собой большое колесо без ступицы, внутри которого находился водитель. По сути своей моноцикл-колесо представляет собой огромный шарикоподшипник. Внешняя его часть вращается, а на внутренней укреплены двигатель и водительское сиденье. Под действием веса шофера моноцикл удерживается в вертикальном положении. Моноциклы подобного типа не получили распространения из-за ряда недостатков: ужасного обзора (часть которого закрыта ободом), неустойчивости, плохой управляемости. А принцип действия был временно забыт.
Впрочем, первенство Сбарро легко оспорить, ведь осмос-колесо — это в первую очередь разработка французского дизайнера и изобретателя Доминика Мотты. В 1988 году Сбарро обратил внимание на работы Мотты и пригласил его к сотрудничеству. У швейцарца были деньги и возможности, у француза — концепции и идеи. Позже, в 1991 году, когда Сбарро «наигрался» со своими концептами, он продал все права и часть производства Мотте, предоставив тому свободу. А теперь — обо все по порядку.
Как и в случае с моноциклом, осмос-колесо — это большой подшипник. Наружная обойма этого подшипника имеет шину, а внутренняя соединяется с подвеской. Торможение обеспечивается с помощью тормозного диска, установленного на внешней обойме.
Безусловно, у орбитального колеса есть свои положительные стороны — иначе бы его никогда не взялись разрабатывать. И первый плюс — это внешняя красота и эффектность. Даже обычные «Жигули» могут приобрести футуристичный, концептуальный вид, если оборудовать их осмос-колесами. Именно поэтому хаблессы сегодня становятся популярными среди кастом-мастерских, создающих под заказ дорогие чопперы и спортбайки.
Технически у хаблесс-колеса лучшие тормозные качества, нежели у обычного. Силы, которые ведут к остановке транспортного средства, при данной конструкции приложены практически в точке контакта колеса с дорогой. Заметно меньшее напряжение испытывает рычаг подвески, поскольку он расположен чаще всего у нижнего края колеса и имеет меньшее плечо. Стоит отметить, что сегодня существуют хаблессы различных типов и у некоторых точка контакта рычага подвески с ободом, наоборот, находится в совершенно невыгодной части колеса. Но это уже вопросы к дизайнерам. В любом случае нагрузка на колесный подшипник заметно уменьшается по сравнению с колесом традиционной конструкции, разгружается подвеска, улучшается плавность хода и комфортность поездки.
Если говорить о применении осмос-колеса в конструировании мотоциклов, то оно позволяет создать байк с переменным вылетом вилки. Вылет вилки — достаточно важный параметр мотоцикла, это расстояние между пересечением оси рулевой колонки с поверхностью дороги и центром пятна контакта шины с дорогой. На высоких скоростях выгоднее двигаться с большим вылетом (это повышает устойчивость мотоцикла), а на низких — с меньшим (что влияет на маневренность). Система изменяемого вылета способна существенно упростить управление мотоциклом и сделать его более безопасным.
Почему же при таком количестве положительных сторон осмос-колесо не становится повсеместно распространенным? Да потому что минусов не меньше, чем плюсов. Во‑первых, у такой конструкции много технологических проблем. Особенно с ведущими колесами — система сообщения крутящего момента у хаблессов гораздо сложнее, чем у обычных колес со ступицей — цепь тут на ось не набросишь и прижимным валиком, как у велосипеда, не обойдешься. Зубчатое колесо привода должно иметь диаметр, сходный с диаметром колеса, что создает дополнительные проблемы для коробки передач, которую приходится разрабатывать индивидуально.
Из этого сразу следует главный недостаток — цена. Стоимость бесступичного колеса такова, что в массовом производстве оно просто не найдет применения. Имеет ли смысл повышать стоимость автомобиля или мотоцикла чуть ли не в два раза исключительно из-за внешнего вида? Тем более что красоты можно добиться и более простыми способами.
У орбитального колеса есть и другие проблемы. Например, быстрое загрязнение подшипников и сальников, расположенных близко к земле (по грязи на осмос-колесе лучше не ездить). Также хаблесс имеет заметно больший момент инерции за счет несимметричного расположения крепления. Наконец, это колесо очень чувствительно к малейшим деформациям обода, и молоточком подобную деформацию не выправишь. А замена каждого колеса обойдется в баснословную сумму в сравнении с обычной системой. Безусловно, сегодня технологии дешевеют и совершенствуются на глазах. Но прежде чем анализировать перспективность осмос-колеса, стоит немного углубиться в историю его появления на свет.
Тупиковая ветвь развития
Именно Доминик Мотта первым разработал колесо без ступицы. Идея пришла к нему при изучении конструкций цирковых моноциклов. И он решил заново «изобрести колесо», вложил в разработку собственные деньги, полученные от нефтяного бизнеса, к концу 1980-х прошел полный цикл теоретических исследований и уперся в отсутствие инвестора. Примерно в то же время Мотта подал заявку на патент, который получил 15 января 1990 года, уже после демонстрации первых концептов Сбарро.
Франко Сбарро всегда был довольно эксцентричным дизайнером и в первую очередь стремился поразить публику, а не построить предсерийный концепт. Ему настолько понравились разработки француза, что он незамедлительно пригласил Мотту к сотрудничеству. Вдвоем они зарегистрировали новое подразделение компании, фирму Sbarro Mottas Engineering, и запустили программу по созданию автомобиля и мотоцикла с бесступичным колесом — Osmos (Original Sbarro Mottas Orbital System). Работали быстро, потому что все технологии были уже в теории отработаны Моттой, и в 1989 году на Женевском автосалоне было представлено три мотоцикла Sbarro Orbital Wheel и спортивное купе Sbarro Osmos.
Мотоциклы произвели фурор, особенно «белая модификация». Если смотреть на белый Sbarro Orbital Wheel справа, то кажется, что полые колеса вообще никак не контактируют с корпусом мотоцикла — вся система крепления и привода расположена слева. «Красная модификация» имела другое крепление: корпус охватывал обод колеса с обеих сторон; кроме того, у этого мотоцикла заднее, ведущее колесо было обыкновенным, со ступицей и традиционным цепным приводом. Третий мотоцикл имел наибольший успех, хотя ни разу даже не заводился. Он представлял собой «учебное пособие» со снятыми панелями кузова. Переднее колесо имело одностороннее крепление, как у «белой модификации», а переднее — симметричное, как у «красной». Вся анатомия мотоцикла была на виду, а на автосалонах такие трюки всегда имеют популярность.
Колеса Сбарро-Мотты имели стандартную для хаблесса конструкцию: внешний обод с шиной, внутренний обод и тормозной диск, можно даже сказать, тормозное кольцо. Изготавливала колеса шведская компания SKF, специализирующаяся на выпуске подшипников.
Спорткар Sbarro Osmos имел меньшую популярность: все-таки на мотоцикле полое колесо выглядело эффектнее, да и наглядность конструкции была гораздо выше. Автомобиль был оборудован 350-сильным двигателем Jaguar V12 и представлял собой красивое, но вполне обычное спортивное купе. Если бы не странные колеса, на него бы вообще не обратили внимания.
Но после успешного выступления на автосалоне оказалось, что начинание Мотты бесперспективно. Sbarro Mottas Engineering заявила о готовности выпускать небольшими партиями мотоциклы и автомобили с орбитальными колесами, но клиентов не было вообще. Поглазеть на диковинку — это одно, а вложить свои деньги в малоизученную и не выглядящую надежной конструкцию — совсем другое.
В 1991 году Франко Сбарро на льготных условиях продал Мотте все чертежи, заготовки, разработки, связанные с орбитальным колесом. Компания Sbarro Mottas Engineering превратилась в Osmos Wheel, и Мотта стал ее единоличным владельцем. Нельзя сказать, что он остался у разбитого корыта — все-таки с помощью Сбарро он показал свое изобретение миру и доказал его работоспособность. Но без Сбарро никак не удавалось начать серийное производство автомобилей или мотоциклов с осмос-колесом.
И сегодня осмос-колеса остаются диковинкой. Преимущества есть, но они не окупаются: слишком сложная и дорогая система по сравнению с обычным колесом. Для серийного производства орбитальное колесо явно не приспособлено. А вот для мелкосерийного тюнинга…
Сегодня многие кастомайзеры обращаются к теме осмос-колес и строят с их использованием великолепные мотоциклы. Это Shine немца Фреда Кодлина, Irregular итальянской компании Special Project Custom, Phenom от канадской Zeel Design… Последние подошли к вопросу творчески и укрепили бесступичное колесо на трех роликах, расположенных на концах равностороннего треугольника. Это заметно упростило конструкцию, хотя и сняло ряд преимущество хаблесса.
Источник
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Сегодня производство автомобилей работает огромными темпами, и едва ли не каждый месяц на рынке появляются все новые модели. Однако среди них практически не найти концепты, где применялись бы так называемые орбитальные колеса — то есть, такие, которые не имеют оси. И это странно, ведь они имеют достаточно долгую историю, а три десятилетия назад получила второе дыхание и произвела настоящий фурор.
Вот только орбитальные колеса и сегодня продолжают быть футуристичной на вид диковинкой, а все потому, что эта технология оказалась. тупиковой ветвью развития.
Женевский автосалон 1989 года во многом остался в истории именно благодаря детищу швейцарского автомобильного дизайнера Франко Сбарро, которое произвело настоящий фурор. Это и неудивительно, ведь Сбарро, по сути, оказался первым человеком, который решил сконструировать транспортное средство с орбитальными колесами. В сотрудничестве с инженером Домиником Моттой дизайнер разработал концепт мотоцикла под названием Sbarro Orbital Wheel, а всего их было выпущено три единицы.
Колесо без оси имеет сразу несколько названий. Так, существует жаргонное слово хаблесс — калька с английского термина hubless, что значит «бесступичный». Кроме того, часто используются термины «орбитальное колесо» и «осмос-колесо». Но одного, общепринятого названия для колес данной конструкции в русском лексиконе нет. Собственно, причиной такой неопределенности можно назвать редчайшее употребление всех этих слов, ведь орбитальные колеса сейчас строят разве что американские автоконструкторы.
А вот история орбитального колеса не так скучна и однообразна, как может показаться на первый взгляд. На самом деле принцип подобной конструкции восходит еще к моноциклам, которые были популярны в конце XIX — начале XX века. Тогда данный вид транспорта считался едва ли не самым перспективным, при этом большая часть запатентованный в тот период изобретений подобного типа являла собой колесо большого размера без ступицы, внутри которого располагалось водительское место.
То есть, в сущности моноцикл представляет собой большой шарикоподшипник, внешняя часть которой вращается, а внутренняя предназначена для двигателя и водительского сиденья. Что примечательно, транспортное средство удерживалось в вертикальном положении за счет собственного веса шофера. Но, несмотря на многообещающее начало, моноциклы не получили большого распространения по причине ряда конструктивных недостатков: недостаточного обзора, который ограничивается ободом, плохой устойчивости и слабой управляемости. Поэтому данный принцип был на многие годы предан забвению.
Вот тут мы с вами обсуждали историю моноцикла: https://masterok.livejournal.com/103493.html
Однако осмос-колесо в знакомом современным автомобилистам виде является разработкой французского дизайнера и изобретателя Доминика Мотты — именно ему принадлежит патент на орбитальное колесо. А в 1988 году Франко Сбарро, увидев работы Мотты, начал с ним сотрудничать. Так и сложился удачный тандем — концепция и идея французского инженера и финансовые возможности, а также энтузиазм швейцарского дизайнера. Правда, через два года после триумфа на Женевском автосалоне, в 1991-м Сбарро решил продать все свои права и часть производства орбитальных колес Мотте.
Современные историки автомобилестроения порой не всегда понимают причины, почему столь занимательный концепт не снискал должной популярности. Ведь орбитальное колесо имело ряд преимуществ. В первую очередь, его внешний вид. Эффектный футуристичный дизайн сразу привлекает внимание потенциального покупателя. Собственно, сегодня хаблессы пользуются большой популярностью у специалистов кастом-мастерских, создающих на заказ дорогие чопперы и спортбайки, именно благодаря своему внешнему облику.
При этом орбитальные колеса могут похвастаться рядом неплохих технических характеристик. Так, например, многие автоконструкторы отмечают, что тормозные качества хаблесса лучше, чем у обычных аналогов. Причиной этому считают близость точки приложения тормозных сил к дорожной поверхности. Конструктивные особенности также обеспечивают максимально сниженные неподрессоренные массы, что значительно увеличивает комфортность и плавность хода.
Однако минусы безусловно существовали. Так, по информации Novate.ru, среди недостатков орбитальных колес можно выделить: высокую себестоимость производства подобной конструкции, загрязняемость подшипника и тормозной системы, а также чрезмерную чувствительность колеса к различного типа деформациям. Кроме того, хаблессы обладают слишком высоким моментом инерции колеса и необходимости разработки специальных КП и шестерен усложненной конфигурации. Однако едва ли не главным недостатком считают очень быстрый износ орбитального колеса.
Именно эти технические недостатки, а также сложности в договоренностях со вторым, юридическим держателем патента — швейцарской компанией Globeholding, не позволяют Доминику Мотта развить производство концепта в промышленных масштабах. Однако это не значит, что не находятся отдельные энтузиасты, кроме вышеупомянутых кастом-мастерских, которые не хотели бы создать свои автомобильные шедевры с использованием орбитальных колес.
Так, например, в 2008 году в рамках мотовыставки в немецком Кельне компания Honda презентовала мотоцикл Honda V4 Concept, в конструкции которого применялись осмос-колеса. Тогда как и в 1989 году концепт произвел настоящий фурор, а авторы заверяли, что уже в 2010-м они запустят байк будущего в массовое производство. Вот только все эти планы так и остались на бумаге, а Honda V4 Concept превратился в еще один амбициозный проект, не получивший билета в жизнь.
Другой пример попытки возродить технологию орбитальных колес стал один из участников конкурса автомобильного дизайна LA Design Challenge в 2019 году, где представили довольно занятный концепт-кар Nissan iV. Разработчиками проекта стала команда дизайнеров под руководством Альфонсо Альбейсы, главы отделения Nissan Design America. Однако и этот концепт распространения пока не получил.
Интересный факт: концепт-кар Nissan iV имеет сразу несколько нетривиальных решений в своей конструкции, однако наиболее странным среди них является применение технологии. выращивания кузова автомобиля в буквальном смысле слова на грядке — его производят на основе быстрорастущего генномодифицированного плюща, которые специальным образом переплетённые и укрепляются натуральным клеящим материалом.
Однако на данный момент все существующие концепты с использованием орбитального колеса продолжают быть либо нереализованными, либо в единственном экземпляре, и в серийное производство они не идут. Причиной такого торможения в развитии технологии остается сложность в изготовлении и высокая цена. Но, может быть однажды найдется возможность продвинуть многообещающий и эффектный концепт в жизнь.
Источник
