Rallyová pneumatika: Prežitie v náročných podmienkach

Konštrukcia a výkon rally pneumatík v extrémnych podmienkach

Ako rally pneumatiky odolávajú najťažším prostrediam

Rally pneumatiky vydržia extrémne sily – od nárazov ostrého štrku až po abrazívne trenie na asfalte. Ich prežitie závisí od štyroch kľúčových prispôsobení:

• Gumové zložky s viacerými hustotami ktoré odolávajú roztrhnutiu a zároveň zachovávajú pružnosť
• Zosilnené nýtrové pásové vložky ktoré odrážajú úlomky a minimalizujú prepichnutia
• Smerové bloky rebríka ktoré samočistia blato pri prenikaní do voľných povrchov
• Postupná tuhosť steny na pohlcovanie nárazov bez poškodenia informácií o jazde v zákrutách

Základné inžinierske princípy extrémnej odolnosti

Keď ide o výrobu pneumatík pre rallové preteky, výrobcovia musia dodržať jemnú rovnováhu medzi rôznymi požiadavkami. Podľa minuloročnej správy FIA aktuálne vysokokremíkové zložky zmesí skutočne odvádzajú teplo asi o 23 percent rýchlejšie než bežné rallové pneumatiky. Pomerne pôsobivo, ak zvážime, že tieto pneumatiky musia zostať aj tak pružné, aj keď teplota klesne pod bod mrazu, a fungovať do približne 14 stupňov Fahrenheita. Pod všetkou tou pryžou sú špeciálne oceľové pásy, ktoré sa do seba zapájajú a poskytujú dodatočnú pevnosť počas tých šialených skokov pri vysokých rýchlostiach, s ktorými sa pretekári na horských cestách stretávajú. Tieto vylepšenia priniesli skutočný pokrok, keďže počet porúch pneumatík v priebehu WRC pretekov sa znížil takmer o 18 percent. Pre tímy, ktoré súťažia na tejto úrovni, sa každé malé výhody počítajú.

Prípadová štúdia: Výkon pneumatík na rallovej pretekovej trati Monte Carlo 2023

To, čo sa stalo na rallových pretekoch, bolo naozaj pomerne zaujímavé. Trať si s pretekármi poriadne zaobchádzala – od suchých asfaltových úsekov, cez časti pokryté čiernym ľadom, až po obrovské snehové záveje na okrajoch. Tímy, ktoré si vybrali tie špeciálne hybridné plášte, sa nakoniec celkovo prejavili lepšie. Tieto plášte mali v sebe rôzne zmesi gumeného materiálu a drážky s rozdielnej hĺbkou po celej ploche. Práve na tých zrádzavých prechodových úsekoch dokázali získať približne 2 sekundy na každý kilometer oproti bežným pneumatikám. Ak sa pozrieme späť na všetky údaje, ktoré boli po pretekoch zozbierané, vidíme aj niečo mimoriadne. Dokonca aj keď sa teplota kolísala medzi 28 stupňami Fahrenheita až po 55 stupňov Fahrenheita (čo je približne -2 stupne Celzia po 13 stupňov Celzia), tieto pneumatiky si zachovali približne 91 % svojho maximálneho gripu, ktorý by mali za ideálnych podmienok.

Pokroky v odolnosti voči vysokým a nízkym teplotám pre rallové pneumatiky

Najnovšie fázovo-menové materiály používané vo vnútri pneumatických jadier pomáhajú udržať chlad zvnútra, čo bráni rozkladu gumových zlúčenín, keď sa pneumatiky otáčajú vysokou rýchlosťou po dlhú dobu. Jedna z popredných pneumatických spoločností nedávno testovala svoj nový prototyp a zistila, že udržiaval stále výkony počas 12 po sebe idúcich štrkových etáp, aj keď teplota dosiahla 97 stupňov Fahrenheita v roku 2023. Posádky rallových áut tieto pneumatiky testujú v niektorých dosť brutálnych podmienkach a výsledky hovoria samé za seba – teplotná regulácia je o 15 percent lepšia v porovnaní so staršími modelmi. Pre každého, kto sa vyzná v pretekoch, tento druh vylepšenia môže robiť obrovský rozdiel medzi víťazstvom a prehrou.

Prispôsobenie výberu pneumatík nepredvídaným poveternostným podmienkam

Moderné rallové tímy využívajú prediktívne modely riadené umelej inteligencie, ktoré korešpondujú medzi:

Telemetria v reálnom čase umožňuje posádkam prepínať medzi mäkkými, strednými a tvrdými zloženiami počas preteku – schopnosť, ktorá znížila časové penalizácie o 43% počas sezóny WRC 2023 s premenlivým počasím.

Výber rallyových pneumatík podľa typu povrchu: Asfalt, štrk, sneh a ľad

Vzory rebríčkov a optimalizácia trakcie na rôznych povrchoch

Profil na rallyových pneumatikách je špeciálne navrhnutý pre rôzne povrchy, aby vodičom poskytoval lepšiu trakciu a stabilitu počas pretekov. Keď ide o štrkové cesty, tieto pneumatiky majú veľmi hlboký profil usporiadaný v posunutom (staggered) vzore. Tento profil sa zaklesáva do uvoľnených kameňov a zeme, odstraňuje časti, ktoré sa zachytia, a umožňuje pneumatike udržať dobrý kontakt s povrchom. Na asfaltových cestách sa konštrukcia profilu úplne mení. Profil je oveľa tesnejší a plochejší, čo umožňuje pneumatike priliehať bližšie k povrchu cesty. Vďaka tomu sú zákruty presnejšie a lepšie kontrolovateľné, aj keď sa jazdí vysokou rýchlosťou. Pre tie zrádzavé zimné podmienky na snehu a ľade vytvárajú výrobcovia špeciálne smerové drážky v tvare šípov. Tieto drážky pomáhajú odvádzať sneh zpod pneumatiky pri jej pohybe vpred, čo znamená menej šmykov pri rýchlych zákrutách, ktoré vodič potrebuje vykonať.

Gumové zlúčeniny: Prispôsobenie chémie pneumatík povrchu a teplote

Pri výrobe pneumatík miešajú výrobcovia rôzne druhy gumiary, aby našli správnu rovnováhu medzi pružnosťou a dostatočnou odolnosťou v rôznych poveternostných podmienkach. Mäkké zmesi fungujú najlepšie pri veľmi nízkych teplotách, napríklad okolo mínus 20 stupňov Celzia až po približne 10 stupňov, čím zabezpečujú, že pneumatiky na ľade nestuhnú. Pre teplejšie dni, zvyčajne medzi 10 a 30 stupňami Celzia, sa používajú tvrdšie zmesi, aby pneumatiky nezmäkli na horúcich štrkových cestách po celodennom pôsobení slnka. Špeciálne zimné receptúry pneumatík v skutočnosti obsahujú kremík, ktorý zabraňuje tomu, aby sa v mrazivých teplotách stali úplne tuhými. Podľa nedávnej štúdie uverejnenej v Motorsport Materials Report vlani tieto špeciálne zimné zmesi poskytujú vodičom približne o 18 percent lepšiu trakciu v porovnaní s bežnými letnými pneumatikami za snežných a ľadových podmienok.

Pirelliho zimný sortiment pre dovoz, štrk, sneh a ľad

Najväčší výrobcovia sa v poslednej dobe vážne zameriavajú na štítky pre štrk. Vezmite si ich model K4, ktorý je skôr stredne tvrdý, alebo KM6, ktorý je špeciálne navrhnutý pre bahenné podmienky. Tieto pneumatiky sú vybavené ochranou bokoviny, ktorá je v skutočnosti 2,5-krát hlbšia v porovnaní s bežnými dizajnmi dostupnými na trhu. Keď ide o asfaltové preteky, vyvinuli rad S7 s týmto špeciálnym hybridným zloženým materiálom. Vodiči uvádzajú, že opotrebenie týchto pneumatík je o 32 % pomalšie pri prechode týmito vysokorychlostnými asfaltovými úsekmi. Nemali by sme však zabudnúť ani na zimné rallové preteky. Kolekcia zimných pneumatík Ice má nie menej ako 190 odoberateľných špícov zabudovaných priamo do každej pneumatiky. To im zabezpečuje približne o 40 % lepšiu trakciu na ľadových povrchoch v porovnaní so staršími pevnými špicami, ktoré ešte stále existujú.

Hankook Dynapro R213: Technológia a prispôsobenie povrchu

Iný výrobca pneumatík vyvinul svoj najvyšší model raly pneumatík s využitím niečoho, čo sa nazýva Adaptívna geometria rebríka. Rebríky v týchto pneumatikách sú navrhnuté pomocou počítačového modelovania tak, aby sa skutočne menili v závislosti od podmienok. Stanú sa širšími pri jazde po snehu, čo pomáha zvýšiť kontakt s povrchom cesty, ale potom sa zúžia pri jazde po štrkovej ceste, aby sa zabránilo uväzneniu kamienkov vo vnútri. Podľa najnovších testov môžu vodiči očakávať zlepšenie brzdného výkonu o 22 percent na mokrom povrchu v porovnaní so staršími verziami týchto istých pneumatík. Okrem toho existuje ešte jedna zaujímavá funkcia, ktorú stojí za to spomenúť – tieto hexagonálne stredové bloky znížia vibrácie počas štrkovej trate o približne 15 percent podľa štvrťročníka Rally Engineering Quarterly z minulého roka.

Konštrukcia a odolnosť rebríka pre štrkové, blátivé a mokré podmienky

Základné vlastnosti rebríka pre štrkový a zemový terén

Pneumatiky určené pre jazdu po štrku a v závodoch na prekážkových dráhach potrebujú veľké, agresívne bloky rebríčka, ktoré sú optimálne rozmiestnené, aby dobre zachycovali vo voľnej zemine. Drážky medzi týmito blokmi sú zvyčajne hlboké približne 6 až 8 mm, čo zabraňuje uviaznutiu kamienkov a zároveň zabezpečuje dobrú bočnú stabilitu pri prejazde zákrut. Väčšina top značiek v poslednej dobe začala do svojich dizajnov integrovať nerovnomerne rozmiestnené ramenné rebra. Toto zabezpečuje zníženie nepríjemného deformovania rebríčka pri vyšších rýchlostiach, ktoré pretekárom vadí, pretože spôsobuje príliš rýchle opotrebovanie pneumatík na tých zložitých technických úsekoch, kde každá sekunda hrá rozhodujúcu úlohu.

Samovyčistiteľné dizajny rebríčkov pre efektívne odvádzanie blata

Bazénové špecifické ralyové pneumatiky využívajú drážky v tvare oblúka a zúžené steny kanálikov na odstránenie 80 % zachytenej špiny už počas 2–3 otáčok pneumatiky. Táto samočistiaca schopnosť udržiava 92 % pôvodného šmykového odporu v ílovitém bahne v porovnaní s neoptimalizovanými dizajnami. Skosené siete drážok vo vnútri rebríčkov ďalej zvyšujú šmykový odpor tým, že sa prispôsobujú nerovnému povrchu.

Odolnosť proti aquaplaningu a účinný šmykový odpor vo mokrom a zasneženom prostredí

Mokré ralyové pneumatiky využívajú obvodové drážky s kanálikmi rozvetvenými pod 45°, ktoré odvádzajú 12 litrov vody za sekundu pri rýchlosti 80 km/h. Viacnásobné vedenie drážok (4–6 drážok na štvorcový palec) zvyšuje počet rezných hrán bez toho, aby boli ohrozené tuhosť blokov, čím sa zníži riziko aquaplaningu o 40 % vo vodnom teréne.

Správa opotrebovania a životnosti pneumatík na technicky náročných štrkovicových tratiach

Zosilnené nylonové klapky a dvojité zloženie povrchu predlžujú životnosť štrkovej pneumatiky o 35 % na drsných povrchoch. Štúdia z roku 2023 o odolnosti proti opotrebeniu zistila, že pneumatiky s gumenými zmesami rôznej tvrdosti (65 Shore A stred / 55 Shore A ramená) znižujú nepravidelné opotrebenie o 28 % počas dlhodobého zaťaženia pri jazde v zákrutách.

Maximalizácia úchopu na snehu a ľade: Sklovin, Zmesi, a Stabilita

Pneumatiky so zúbkami vs. bez zubov v závodoch na ľadových podmienkach

Keď ide o zimné štýly ralley, tímy si musia vybrať medzi hrbolnatými a bežnými pneumatikami. Hrbolnaté pneumatiky majú v podstate kovové hrbolce zasunuté do svojich rezných plôch, aby lepšie zaberali na ľade. Niektoré testy ukazujú, že poskytujú približne o 50 % väčšiu trakciu ako bežné pneumatiky, čo robí veľký rozdiel pri súťaži na zamrznutých cestách. Ale existuje háčik. Tieto hrbolnaté pneumatiky nie sú najlepšie, keď trať zahŕňa aj úseky so štrkom alebo asfaltom. Navyše, mnohé miesta ich v skutočnosti zakazujú, pretože v priebehu času výrazne poškodzujú cesty. To ponecháva ako alternatívu pneumatiky bez hrbolcov. Výrobcovia ich navrhujú s mikroskopickými reznými hranami a špeciálnymi výrezmi, ktoré pomáhajú udržať kontakt s povrchom, po ktorom sa jazdí. Hoci nie sú také účinné ako hrbolnaté pneumatiky, celkom dobre fungujú v rôznych ľadových podmienkach a neškodia verejným cestám.

Mäkké zložky z gumy na zlepšenie trakcie na snehu

Rallyové pneumatiky sú dnes vyrobené zo špeciálneho gumového zmesu s pridaním kremičitanov, aby si udržali pružnosť aj pri teplotách pod mínus 20 stupňov Celzia (to je približne mínus 4 stupňov Fahrenheita). Táto pružnosť im umožňuje lepšie sa prispôsobiť snehu a držať cestu lepšie ako bežné zimné pneumatiky. Zmes sa prispôsobuje drsnému terénu a nekrší sa pri mrazivých podmienkach. Niektoré nedávne testy ukázali, že tieto pokročilé pneumatiky môžu skrátiť brzdnú dráhu o približne 35 percent na užehnanej snehovej ceste v porovnaní so štandardnými zimnými modelmi. Inžinieri pneumatík tvrdo pracujú na nájdení správneho pomeru medzi dostatočnou mäkkosťou pre dobrú trakciu a dostatočnou odolnosťou na vydržanie namáhania. Vytvorili zložité dizajny rebríčkov, ktoré vytlačujú snehovú kašu a pomáhajú predchádzať nebezpečným situáciám pri aquaplaningu počas pretekov.

Udržiavanie odolnosti pneumatík pri teplotách pod bodom mrazu

Keď sú pneumatiky príliš dlho vystavené mrazivým teplotám, začnú sa rýchlejšie opotrebovať a sú náchylnejšie na vznik trhlín. Veľké pneumatické spoločnosti však pracujú na riešeniach, pri ktorých používajú špeciálne materiály odolné voči mrazu, silnejšie bočnice a poskytujú dodatočnú ochranu proti prepichnutiu. Podľa výskumu zverejneného vlani, raly pneumatiky postavené s týmito vylepšeniami si udržali približne 90 % svojej pružnosti aj po 12 hodinách pri teplote mínus 25 stupňov Celzia (čo je približne mínus 13 stupňov Fahrenheita), zatiaľ čo bežné zimné pneumatiky dosiahli len okolo 65 %. Takéto inžinierske úpravy majú vplyv na to, aby vodiči mali na dlhých úsekoch ľadových ciest stále spoľahlivý grip a pneumatiky si zachovali svoju funkčnosť.

Optimálne naplnenie pneumatík a ich konštrukcia pre výdrž v rámci raly pretekov

Nastavovanie tlaku v pneumatikách v reálnom čase podľa povrchu vozovky

V rámci rallye sa tímy neustále snažia doladiť tlak v pneumatikách v závislosti od povrchu, s ktorým sa práve stretávajú. Ak sa situácia stane kamenistou alebo štrkovou, nižší tlak okolo 20 až 24 psi výrazne zlepší trakciu, pretože pneumatiky sa viac rozližujú po povrchu. Keď však narazia na hladké asfaltové úseky, šoféri zvyčajne zvýšia tlak v pneumatikách na približne 28 alebo dokonca 32 psi, aby sa pri vysokých rýchlostiach príliš neohýbali boky. V súčasnosti sú mnohé automobily vybavené inteligentnými systémami, ktoré skutočne analyzujú, čo sa deje pod kolesami, a odporúčajú úpravy tlaku ešte počas prejazdu trate. Cieľom je vždy nájsť ten správny kompromis medzi dostatočným úchodom a zabezpečením, aby pneumatiky vydržali celú preteky bez poškodenia.

Dôkladné nastavenie tlaku na vyváženie úchodu a opotrebenia

Nadmerné nafúknutie zrýchľuje opotrebenie stredovej drážky a znižuje tlmenie nárazov na skalistom povrchu, zatiaľ čo nedostatočné nafúknutie ohrozuje poštenie bokov. Tímy analyzujú vzorce opotrebenia, aby identifikovali „ideálne“ tlaky, ktoré maximalizujú časy na jednotlivých etapách. Napríklad štúdia FIA z roku 2023 zistila 12-% zníženie separácie drážok, keď tlak kolísal v rámci 2 PSI od terénne špecifických cieľov.

Zosilnené boky a rallyové pneumatiky odolné proti prepichnutiu

Viacejvrstvové nylonové pásy a zlúčeniny z vysokohustotnej gumy posilňujú boky pred nárazmi od skrytých kameňov alebo výmolov. Pneumatiky zosilnené kevlarom testované počas východoafrickej rally v roku 2023 podľa Medzinárodného zväzu rallyových pneumatík (IRTC) mali o 63 % menej prepichnutí v porovnaní so štandardnými modelmi. Tieto konštrukcie zachovávajú pružnosť pri extrémnych teplotách, čo je kritické pre viacdňové preteky.

Ľahké vs. ťažké pneumatiky: Výkonnostné kompromisy na dlhých etapách

Rallyové pneumatiky pod 12 kg skutočne zvyšujú zrýchlenie a ovládateľnosť pri prejazde tesných technických úsekov, hoci sa na drsnom teréne opotrebujú približne o 22 percent rýchlejšie. Na druhej strane, tieto odolnejšie pneumatiky s hmotnosťou vyššou ako 15 kg vydržia počas dlhých pretekov oveľa dlhšie, no sú toho za cenu. Pridávajú extra hmotnosť, ktorá spomaľuje jazdu a znižuje maximálnu rýchlosť o 4 až 7 kilometrov za hodinu. Väčšina tímov si vyberá pneumatiky v závislosti od dĺžky jednotlivých etáp. Ľahké pneumatiky sú prakticky štandardom pre krátke sprintske trate do 15 km, kde je najdôležitejšia rýchlosť. Ak však etapy presiahnu dĺžku 30 km, posádky prejdú na tieto spevnené verzie, ktoré vydržia väčšiu záťaž, aj keď nie sú úplne také rýchle na štarte.

Prispôsobenie stratégie pneumatík na základe spätnej väzby z etapy a zmeny počasia

Analýza opotrebenia pneumatík po etape a aktualizácie počasí radarom spôsobujú rebríček rebríček v reálnom čase. Popredný tím WRC znížil v roku 2023 nehody na mokrej trati o 41 %, keď prešiel na pneumatiky so strednou hĺbkou rebríčka, keď intenzita dažďa presiahla 8 mm/hod., ako potvrdili smernice IRTC o vlhkosti a trakcii.

Často kladené otázky

Čo robí rallyové pneumatiky vhodnými pre rôzne povrchy?

Rallyové pneumatiky sú špeciálne navrhnuté s jedinečnými vzormi rebríčka a zložením zmesí gumených materiálov, aby poskytovali optimálny úchyt a trvanlivosť na rôznych povrchoch, ako je asfalt, štrk, sneh a ľad.

Ako si moderné rallyové tímy vyberajú správnu pneumatiku pre nepredvídané počasie?

Moderné rallyové tímy využívajú prediktívne modely riadené umelej inteligenciou a údaje telemetrie v reálnom čase, aby prispôsobili výber pneumatík a zmesí v závislosti na zmenách počasia a povrchu trate.

Aké inovácie boli zavedené v konštrukcii rallyových pneumatík na zlepšenie výkonu?

Výrobcovia zaviedli materiály s fázovou zmenou, výstužné remene z nylonu a pokročilé zložky gumy, aby zlepšili odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám, odolnosť proti prebodnutiu a účinok gripu v rôznych podmienkach.

Ako udržiavajú ralyové pneumatiky odolnosť v extrémnych teplotách?

Výrobca používajú špeciálne zmesi gúmena, ktoré udržiavajú pružnosť aj pri teplotách pod bodom mrazu, ako aj výstužné bočné steny a ochranné materiály, ktoré zabraňujú opotrebeniu a poškodeniu.