Гуми за рали: оцеляване в тежки условия

Инженеринг и представяне на гуми за рали в екстремни условия

Как гумите за рали издържат на най-тежките среди

Рали гумите излагат на екстремни сили – от ударите на остри чакълчета до абразивното триене по асфалта. Оцеляването им зависи от четири ключови адаптации:

• Гума с комбинация от различни по плътност каучуци които съпротивляват на скъсване, докато запазват гъвкавост
• Засилени полиамидни корди за отклоняване на отломки и минимизиране на пробиви
• Насочени блокове на протектора които се почистват от кал, докато се забиват в рохки повърхности
• Прогресивна твърдост на страничната стена за поемане на удари без компрометиране на обратната връзка при завои

Основни инженерни принципи за изключителна издръжливост

Когато става дума за производство на гуми за рали, производителите трябва да балансират между различни изисквания. Според доклада на FIA от миналата година, най-новите съединения от високосилициев каучук всъщност отделят топлина с около 23 процента по-бързо в сравнение с обикновените рали гуми. Доста впечатляващо, ако се има предвид, че тези гуми все още трябва да останат гъвкави дори когато температурите паднат под точката на замръзване, като работят добре до около 14 градуса по Фаренхайт. Под целия този каучук има специални стоманени пръстени, които се вплитат един в друг и осигуряват допълнителна здравина по време на онези луди скокове с висока скорост, с които се сблъскват състезателите по планинските пътища. Тези подобрения също направиха реална разлика, като намалиха с около 18% повредите на гумите по средата на рали състезанията WRC. За екипите, които се състезават на това ниво, всяко малко предимство има значение.

Примерен случай: представяне на гуми в рали Монте Карло 2023

На рали стартът беше наистина интересен. Пистата изискваше максимално от гумите – съчетаваше участъци със съвсем съх асфалт, черен лед и големи снежни преспи от двете страни. Екипите, които използваха специални хибридни гуми, всъщност постигнаха по-добри резултати. Тези гуми бяха произведени с различни смеси от гума, а кантовете им се различаваха по дълбочина в различните зони. На най-трудните преходни участъци, те печеляха около 2 секунди на километър в сравнение с обикновените гуми. Анализът на данните, събрани след събитието, също разкри нещо изключително. Дори когато температурите се променяха между 28 градуса по Фаренхайт и 55 градуса по Фаренхайт (което е приблизително от -2 Целзий до 13 Целзий), тези гуми запазваха около 91% от максималната си възможна сила на сцепление при идеални условия.

Напредък в устойчивостта на гумите за рали при екстремни температури

Най-новите фазови материали, използвани в гумовите кори, помагат да се поддържа ниска температура отвътре, което предотвратява разрушаването на гумовите съединения при високи скорости и дълго въртене. Един от водещите производители на гуми тества новия си прототип наскоро и установи, че той поддържа стабилна производителност през 12 поредни етапа по шлакови пътища, дори когато температурата достигна 97 градуса по Фаренхайт през 2023 година. Екипите по автозвън са тествали тези гуми в някои доста тежки условия, а резултатите говорят сами – около 15% по-добра температурна регулация в сравнение с по-старите модели. За всеки, който разбира нещо от състезания, подобно подобрение може да означава разликата между победата и загубата.

Съгласуване на избора на гуми с непредвидени метеорологични условия

Съвременните отбори по автозвън използват предиктивни модели, базирани на изкуствен интелект, които сравняват:

Възможността за реално време телеметрия позволява екипите да превключват между меки, средни и твърди смеси по време на събитие – възможност, която намали глобите с 43% през сезон 2023 на WRC при рали с променливо време.

Избор на гуми за рали по тип на настилката: Асфалт, чакъл, сняг и лед

Рисунки на протекторите и оптимизация на сцеплението по различни настилки

Грапавините на гумите за рали са специално проектирани за различни повърхности, за да осигурят по-добро сцепление и стабилност по време на състезания. Когато става въпрос за чакълести пътища, тези гуми имат много дълбоки грапавини, подредени в стъпаловиден модел. Те се забиват в рохкавите камъчета и пръстта, а след това изхвърлят застрялата част, така че гумата да поддържа добро съприкосновение. Върху асфалтирани пътища дизайнирането напълно се променя. Грапавините стават много по-тесни и плоски, което позволява на гумата да се придържа по-плътно към пътната повърхност. Това прави завоите по-остри и по-контролирани дори при висока скорост. За онези трудни зимни условия върху сняг и лед, производителите създават специални посочващи жлебове, които са във формата на стрелки. Те помагат за отстраняване на снега от под гумата, докато се движи напред, което означава по-малко плъзване встрани, когато шофьорите трябва да правят резки завои.

Гумени смеси: Синхронизиране на химичния състав на гумите с повърхността и температурата

При производството на гуми, производителите смесват различни видове каучук, за да постигнат правилния баланс между гъвкавост и издръжливост при различни климатични условия. По-меките смеси работят най-добре при много ниски температури, например от около минус 20 градуса по Целзий до около 10 градуса, като предотвратяват гумите да станат твърде стифични на лед. За по-топлите дни, обикновено между 10 и 30 градуса по Целзий, използват по-твърди смеси, така че гумите да не се разтопят на горещи чакълести пътища след цял ден на слънце. Специални формули за зимни гуми всъщност съдържат силикагел, който помага да се предотврати втвърдяването им напълно при минусови температури. Според скорошно проучване, публикувано в Motorsport Materials Report миналата година, тези специални зимни смеси осигуряват около 18% по-добро сцепление за шофьорите в сравнение с обикновените летни гуми при снежни и ледени условия.

Гама гуми за рали Пирели за асфалт, чакъл, сняг и лед

Водещите производители напоследък сериозно се насочиха към гравийни гуми. Вземете техния модел K4, който е почти средно твърд, или модела KM6, проектиран специално за кални условия. Тези гуми се предлагат със защита на страничната стена, която всъщност е 2,5 пъти по-дълбока в сравнение с обичайните дизайни на пазара днес. Когато става въпрос за състезания на асфалт, те са разработили линия S7 с този специален хибридно-композитен материал. Шофьорите съобщават, че износват тези гуми с около 32% по-бавно при преодоляване на участъци с висока скорост. И, разбира се, не трябва да забравяме и зимното рали. Колекцията Ice Tire разполага с не по-малко от 190 извличащи се пирона, вградени във всяка гума. Това осигурява приблизително 40% по-добро сцепление на ледени повърхности в сравнение с онези остарели опции с фиксирани пирони, които все още се предлагат.

Hankook Dynapro R213: Технология и адаптивност към повърхността

Друг производител на гуми е разработил висок клас гума за рали с използване на нещо, наречено адаптивна геометрия на протектора. Насечките в тези гуми са проектирани чрез компютърно моделиране така, че действително да променят формата си в зависимост от условията. Те стават по-широки при шофиране на сняг, което помага за увеличаване на контакта с пътната настилка, но се свиват, когато се натъкнете на чакълест път, за да не се закачат камъчета вътре. Според последни тестове, шофьорите могат да очакват около 22% по-добра сила на спиране на мокър асфалт в сравнение с по-стари версии на същата гума. Освен това, има още една интересна функция, която заслужава да бъде спомената – централните блокове с форма на шестоъгълник редуцират вибрациите по време на етапите по чакъл с около 15% според информация от Rally Engineering Quarterly от миналата година.

Конструкция на протектора и издръжливост за условия с чакъл, кал и мокро време

Основни характеристики на протектора за чакъл и пръст път

Гумите, направени за релии на чакъл и пръст, се нуждаят от тези големи, агресивни блокове от протектора, разположени точно така, че да могат наистина да се хванат за свободна земя. Разклоненията между тези блокове обикновено са дълбоки около 6 до 8 мм, което помага да се предпази камъкът от залепване, като същевременно осигурява добра стабилност от страна на страна при плъзгане през ъглите. Повечето марки са започнали да включват разхлабени рамене в дизайна си напоследък. Това помага да се намали това досадно извиване на протектора, което се случва при скорост, нещо, което рали пилотите мразят, защото износва гумите твърде бързо на тези сложни технически секции, където всяка секунда се брои.

Самоочистващи се стъпала за по-добро изхвърляне на калта

Гумите за рали с кал използват гребеноподобни канали и конусовидни странични стени, за да отстраняват 80% от вградените отломки в рамките на 2–3 завъртания на гумата. Тази способност за самоочистване запазва 92% от първоначалното сцепление в кални условия в сравнение с немодифицирани конструкции. Наситените канали в блоковете на протектора допълнително увеличават здравината на хвата, като се огъват, за да се адаптират към неравните терени.

Съпротивление на хидропланиране и сцепление при влажни и снежни условия

Гуми за рали в дъждовно време използват обиколни канали с разклонения под 45 градуса, за да отводняват 12 литра вода в секунда при скорост 80 km/h. Мултиплексните канали (4–6 на квадратен инч) увеличават ръбовете за хват, без да компрометират твърдостта на блоковете, намалявайки риска от хидропланиране с 40% в локви.

Управление на износването и дългия живот на гумите при технически участъци с чакъл

Армировани полиамидни корда и гуми с двоен състав увеличават срока на служба на гравийни гуми с 35% върху абразивни повърхности. Проучване от 2023 г. за абразия установи, че гумите с променлива твърдост на каучука (65 Шор А в центъра / 55 Шор А по раменете) намаляват неравномерното износване с 28% при продължителни натоварвания в завои.

Максимално сцепление върху сняг и лед: Пирони, съставки и стабилност

Гуми с пирони срещу без пирони за рали в ледени условия

Когато става въпрос за състезателни етапи по лед, екипите трябва да изберат между шиповани и обикновени гуми. Шипованите гуми по същество вкарват метални шипове в протектора си, за да могат по-добре да се забиват в леда. Някои тестове показват, че те осигуряват около 50% по-добро сцепление в сравнение с нормални гуми, което прави голяма разлика при състезания по замръзнали пътища. Но има и недостатък. Тези гуми с шипове не са добър избор, когато пистата включва както лед, така и участъци от чакъл или асфалт. Освен това, много места всъщност ги забраняват, защото с течение на времето те сериозно износват пътищата. Това оставя нешипованите гуми като алтернатива. Производителите ги проектират с микроскопични засечки и специални модели на канали, които помагат за поддържане на контакт с всяка повърхност, по която се кара. Въпреки че не осигуряват толкова добро сцепление като шипованите версии, те работят доста добре в различни ледени условия, без да нанасят вреда на обществените пътища.

Меки гумени съставки за подобрено сцепление върху сняг

Днешните рали тайри се изработват от специален каучук, смесен със силикагел, така че остават гъвкави дори когато температурите паднат под минус 20 градуса по Целзий (това е около минус 4 по Фаренхайт). Тази гъвкавост им помага да се задържат по-добре върху снега в сравнение с обикновени зимни гуми. Съставът се адаптира към неравен терен и не става крехък при замръзване. Някои нови тестове показват, че тези напреднали гуми могат да намалят спирачния път с около 35 процента на утъпкана снежна пътна настилка в сравнение със стандартни зимни модели. Инженерите по гумите усилено работят, за да намерят точната комбинация между достатъчно мекота за сцепление и необходимата издръжливост. Те са разработили сложни рисунки на протектора, които избутват шлама и помагат да се предотвратят опасни ситуации с хидропланиране по време на състезания.

Поддържане на издръжливостта на гумите при температури под нулата

Когато гумите стоят на открито при замръзващи температури прекалено дълго, те започват да се износват по-бързо и стават по-склонни към образуване на пукнатини. Големите производители на гуми работят по решения, смесвайки специални материали, устойчиви на студа, заедно с по-здрави странични стени и допълнителна защита от пробивания. Според проучване, публикувано миналата година, ралийни гуми, изработени с тези подобрения, запазили около 90% от своята гъвкавост дори след като прекарали 12 цели часа при минус 25 градуса по Целзий (което е около минус 13 по Фаренхайт), докато обикновените зимни гуми успели да запазят само около 65%. Тези инженерни корекции наистина правят разликата, когато шофьорите имат нужда от постоянен хват по дълги участъци от заледени пътища, без гумите им да загубят цялата си ефективност.

Оптимално налягане и конструкция на гумите за ралийна издръжливост

Настройки на налягането в гумите в реално време за адаптиране към терена

В ралийните състезания екипите постоянно коригират налягането в гумите в зависимост от вида на повърхността, по която се движат. Когато теренът става каменист и чакълен, използването на по-ниско налягане, около 20 до 24 psi, значително подобрява сцеплението, защото гумите се разтварят повече по повърхността. Но когато се стигне до гладките участъци от асфалт, шофьорите обикновено накачват гумите си до около 28 или дори 32 psi, за да избегнат прекомерно огъване на страните при високи скорости. В днешно време, много коли са оборудвани с интелигентни системи, които всъщност анализират какво се случва под колелата и предлагат корекции на налягането дори докато състезанието все още е в ход. Целта винаги е да се намери точното равновесие между добро сцепление и издръжливост на гумите, така че те да издържат цялата надпревара, без да се повредят.

Балансиране на сцепление и износване чрез прецизно накачване

Прекомерното налягане ускорява износването на централните грапавини и намалява амортизирането върху скалиста местност, докато недостатъчното налягане увеличава риска от повреди на страничните стени. Екипите анализират моделите на износване, за да идентифицират „сладките точки“ на налягане, които максимизират времето за стъпка. Например, според проучване на FIA от 2023 г., износването на грапавините намаляло с 12%, когато налягането останало в рамките на 2 PSI от целевите стойности за конкретната местност.

Усилени странични стени и гуми за рали, устойчиви на проникване

Многослойни найлонови корди и високо плътни гумени съставки укрепват страничните стени срещу удари от скрити камъни или канавки. Гуми с усилване от кевлар, тествани по време на Източноафриканското рали през 2023 г., показаха с 63% по-малко прониквания в сравнение със стандартните модели, според Международния консорциум за ралийни гуми (IRTC). Тези конструкции запазват гъвкавост при екстремни температури, което е критично за събития, продължаващи няколко дни.

Леки срещу тежки гуми: компромиси в ефективността при дълги стъпки

Гумите за рали под 12 кг наистина подобряват ускорението и управлението при преминаване през тесни и технически участъци, въпреки че те се износват с около 22 процента по-бързо на неравен терен. От друга страна, по-тежките гуми, които тежат над 15 кг, издръжат много по-дълго време по време на дълги състезания, но има и недостатъци. Те добавят допълнително тегло, което забавя скоростта, намалявайки максималната скорост с между 4 и 7 километра в час. Повечето отбори решават какви гуми да използват, в зависимост от дължината на всеки етап. По-леките гуми са почти стандарт за кратки спринтове под 15 км, където скоростта е от решаващо значение. Но когато етапите надминават 30 км, екипите преминават към тези усилени версии, които по-добре понасят натоварването, въпреки че не са толкова бързи при старта.

Адаптиране на стратегията за гуми въз основа на обратна връзка от етапа и промени във времето

Анализът на износването на гумите след етапа и актуализациите на радара за метеорологични условия предизвикват промени в стратегията в реално време. Водещ екип в световното рали съкрати с 41% инцидентите на мокри етапи през 2023 г., като премина към гуми с междинна дълбочина на протектора, когато интензивността на дъжда надхвърли 8 mm/час, както е посочено в указанията на IRTC относно влажност и сцепление.

Често задавани въпроси

Какви са причините, поради които рали гумите са подходящи за различни повърхности?

Рали гумите са специално проектирани с уникални модели на протектора и състави на гумата, за да осигуряват оптимално сцепление и издръжливост на различни повърхности като асфалт, чакъл, сняг и лед.

Как избират подходящите гуми модерните рали екипи при непредвидимото време?

Модерните рали екипи използват модели за прогнозиране, зададени от изкуствен интелект, и данни в реално време, за да променят избора на гуми и състава им въз основа на променящите се метеорологични условия и типовете пътни повърхности.

Какви иновации са направени в производството на рали гуми, за да се подобри представянето им?

Производителите представиха материали, променящи агрегатното си състояние, здрави полиестерни бели и усъвършенствани гумени смеси, за да подобрят устойчивостта на топлина и студ, устойчивостта на проникване и сцеплението в различни условия.

Как ралийните гуми запазват издръжливостта си при екстремни температури?

Производителите използват специални гумени смеси, които запазват гъвкавост дори при температури под нулата, както и по-здрави странични стени и защитни материали, за да предотвратят износването и повредите.