I pneumatici airless o non pneumatici (NPT) sono pneumatici che non sono supportati dalla pressione dell’aria. Sono utilizzati su alcuni piccoli veicoli come tosaerba e golf cart motorizzati. Sono anche utilizzati su attrezzature pesanti come le terne, che sono necessarie per operare in siti come la demolizione di edifici, dove il rischio di forature è elevato. Pneumatici composti da poliuretano espanso a cellule chiuse sono fatti anche per biciclette e sedie a rotelle.

I pneumatici airless sono pneumatici che non ospitano aria compressa per fornire supporto strutturale. Sono attualmente utilizzati in veicoli di piccole dimensioni come tosaerba e golf cart motorizzati. Sono anche utilizzati in attrezzature pesanti come terne, che operano in luoghi come demolizioni di edifici, dove è probabile che si possano verificare punture. Questi pneumatici sono realizzati in poliuretano espanso a cellule chiuse e sono utilizzati anche su biciclette e sedie a rotelle. Il vantaggio principale dei pneumatici airless è che non possono essere forati e sgonfiati, ma sono molto meno popolari dei pneumatici pneumatici.

I pneumatici airless di solito hanno una resistenza al rotolamento più elevata e forniscono meno sospensioni rispetto ai pneumatici pneumatici di dimensioni e forme simili. Altri problemi dei pneumatici airless sono che diventano caldi quando vengono utilizzati, a causa di processi di attrito interno nel materiale da cui sono costruiti. I pneumatici airless sono spesso pieni di polimeri (di plastica).

Michelin sta sviluppando un pneumatico e una ruota integrati, un concetto chiamato “Tweel”, che funziona senza aria. La Michelin afferma che rispetto ai pneumatici tradizionali “Tweel” ha una capacità portante, un’ammortizzazione e caratteristiche di maneggevolezza paragonabili. Il gruppo di ingegneria del dipartimento di ingegneria automobilistica dell’Università di Clemsony sta sviluppando un pneumatico airless con bassa capacità di dissipazione di energia insieme a Michelin nel progetto NIST ATP.

Le tecnologie resilienti e il Polymer Engineering Center presso l’Università del Wisconsin-Madison stanno lavorando alla creazione di un “pneumatico senza aria”, che consiste fondamentalmente in un favo di polimero circolare avvolto con un battistrada spesso. La versione iniziale del pneumatico è per un Humvee. Le tecnologie resilienti dei pneumatici airless sono state testate e utilizzate dall’esercito statunitense.

Storia e veicoli
Thomas Hancock scoprì la 1.843 caucciù indurito e prese la produzione di vari articoli, per i quali creò forme. Nel 1845 produsse il primo pneumatico in gomma piena per carrozze trainate da cavalli. Il prodotto non poteva prevalere nel settore automobilistico prima. Inoltre, le ruote in legno con cinturino di ferro incassato erano usate come pneumatici per le carrozze, come nel caso della draisina.

Bicicletta e Motocicletta
Le prime biciclette a pedali, la Michaulinen (1863-69), erano anch’esse realizzate con ruote a raggi in legno e cinturino di ferro incassato. I fratelli Hanlon ottennero un brevetto su un pneumatico di gomma solido il 9 febbraio 1869 e Eugène Meyer a Parigi il 4 agosto 1869 brevettò una Michauline con pneumatici in gomma piena (raggi in filo di 4 mm e orlo in ferro). Tuttavia, solo con l’Ariel Hochrad del 1871 i pneumatici in gomma piena erano in numero maggiore per i veicoli a ruota alta prodotti. erano soliti pneumatici di gomma rossa o grigia, tra 3/4 e 7/8 di pollice di spessore. Con la riscoperta dello pneumatico di John Boyd Dunlop (1888), il solido pneumatico in gomma sulla ruota inferiore fu sostituito da pneumatici fino al 1894. La prima motocicletta della serie, Hildebrand e Wolfmüller (1894), e tutte le seguenti motociclette hanno pneumatici

Auto
Nel settore automobilistico, il pneumatico in gomma piena è stato usato più a lungo. I primi modelli di autovetture venivano sempre consegnati con pneumatici in gomma piena. La Michelin produsse il primo pneumatico per l’auto L’Eclair nel 1895 e nel 1898 apparvero i primi pneumatici per la produzione di automobili, ma la loro durata fu limitata a 500 km. Nel 1902, la durata media delle gomme era di 2200 miglia. Con l’introduzione del tessuto cord (1920), la vita del pneumatico è stata portata a oltre 20.000 km. Con i pneumatici a palloncino (1924), questo ha portato alla fine del pneumatico solido per le autovetture. L’ultima vettura con pneumatici in gomma piena ha consegnato la Trojan Limited 1929 ..

Camion e autobus
Per i camion, il problema della durata dei pneumatici era ancora maggiore. Ancora nel 1922, l’80 percento di tutti i camion in Germania utilizzava pneumatici in gomma piena. L’ordinanza sul traffico automobilistico del 5 dicembre 1925 limitava l’uso di pneumatici in gomma piena nei camion. I veicoli a tre assi superiori a 9 tonnellate dovevano essere equipaggiati con pneumatici e oltre 5,5 tonnellate di peso totale per le auto con pneumatici in gomma piena avevano una velocità massima di 25 km / h all’interno della città. A velocità superiori a 25 km / h, le gomme di gomma piena si surriscaldano e distruggono il fatto stesso. A causa dello standard di sicurezza del traffico stradale del 13 novembre 1937, il pneumatico in gomma piena è stato bandito per tutti i veicoli con velocità superiore a 25 km / h. Questo divieto è ancora valido oggi.

Militare
Gusmatik è un guscio di gomma, il cui volume interno è riempito con una speciale massa elastica, che è basata, di regola, glicerina e gelatina – la cosiddetta composizione gusmatica. Successivamente, come riempitivo, è stata effettivamente utilizzata la gomma spugnosa, realizzata sotto forma di un prodotto separato inserito nella gomma seriale anziché nella fotocamera, pur mantenendo il nome “gusmatic”.

Il principale vantaggio del pneumatico airless è l’invulnerabilità per le forature, oltre a proiettili, schegge e altre lesioni simili.

Nei documenti finali del comando sovietico, si è notato che …
3. Spari e mitragliatrice per pneumatici airless non danneggiano. Colpire un intero proiettile da 37 mm non mette fuori uso il pneumatico airless, ma crea un buco pulito e la macchina continua a funzionare …
– Macchine blindate in battaglia, Capitolo III. La storia dell’autoblindata sovietica 1925 – 1945.

Lo svantaggio principale dei pneumatici di questo tipo è l’elasticità inferiore rispetto ai pneumatici tradizionali, che limita significativamente le velocità ammissibili del veicolo e, di conseguenza, il raggio d’azione dei pneumatici: pneumatici GK (con una camera di spugna) per grandi velocità riscaldano rapidamente su, e all’interno del pneumatico inizia l’emissione di gas, che può causare la combustione spontanea di pneumatici o addirittura la loro rottura.

Analoghi moderni
Attualmente vengono sviluppati nuovi analoghi più efficienti del pneumatico airless, nella cui costruzione è stato applicato un principio analogo. Sono utilizzati per lo smorzamento al posto della massa elastica mediante strutture cellulari altamente elastiche situate tra un pneumatico solido più rigido e resistente e un disco ruota.

Situazione nel 21 ° secolo
Attualmente, quasi tutti i camion industriali, i carrelli elevatori e i transpallet sono dotati di pneumatici in gomma piena, che possono durare tre volte di più dei pneumatici. I pneumatici in gomma piena come i pneumatici consistono di quasi la metà della gomma naturale e della gomma sintetica, un quarto di nero di carbonio, un quinto di acciaio, oltre a tessuti, ossido di zinco, zolfo e altre sostanze.

In base alle normative in materia di circolazione stradale, i veicoli con velocità non superiore a 25 km / h (per i veicoli a motore senza assale di sospensione ma solo a velocità massime non superiori a 16 km / h) sono autorizzati a pneumatici completi. Questo regolamento dovrebbe proteggere le strade.

Nel 2017, il produttore di biciclette asiatico Obike ha creato diverse biciclette a noleggio nel centro di Berlino senza stazioni fisse. Queste ruote sono dotate di pneumatici in gomma piena e hanno una sella facilmente regolabile. Un sistema di noleggio finlandese ricorre anche a pneumatici in gomma piena a causa della resistenza alle forature.

vantaggi
Il vantaggio principale dei pneumatici airless è che non possono andare piatti. Altri vantaggi sono che i pneumatici airless dovranno essere sostituiti meno spesso con conseguente risparmio. Le attrezzature pesanti equipaggiate con pneumatici airless saranno in grado di trasportare più peso e impegnarsi in attività più robuste. I pneumatici per biciclette airless possono essere facili da installare. Gli pneumatici airless per tosaerba sono disponibili in diverse varietà.

svantaggi
I pneumatici airless hanno generalmente una maggiore resistenza al rotolamento e forniscono meno sospensioni rispetto ai pneumatici di forma simile e dimensionati. Altri problemi per le gomme airless per le attrezzature pesanti includono la dissipazione del surriscaldamento che si verifica quando vengono guidati. I pneumatici airless sono spesso riempiti con polimeri compressi (di plastica), piuttosto che aria o possono essere un prodotto stampato solido.

I pneumatici airless sono interessanti per i ciclisti, poiché gli pneumatici per biciclette sono molto più vulnerabili alle forature rispetto agli pneumatici dei veicoli a motore. Gli svantaggi dei pneumatici airless dipendono dall’uso. Gli operatori di attrezzature pesanti che utilizzano macchinari con pneumatici pieni si lamenteranno della fatica, mentre i tosaerba che utilizzano pneumatici solidi o airless non presentano inconvenienti. I ciclisti che utilizzano pneumatici airless possono lamentare che lo pneumatico è più duro di uno pneumatico simile. Esistono solo prove aneddotiche che i pneumatici airless possono causare rotture di raggi su una ruota di bicicletta. Qualsiasi pneumatico airless sarà più pesante del pneumatico in gomma che si intende sostituire; tuttavia, molti pneumatici in gomma sono anche pesanti. I pneumatici in gomma variano in termini di resistenza al rotolamento e uno pneumatico airless o inserto solido può aumentare solo marginalmente la resistenza al rotolamento, se non del tutto.

L’installazione di pneumatici airless dipende dall’uso. Le attrezzature pesanti avranno bisogno di attrezzature speciali da montare, ma uno pneumatico per biciclette airless può essere montato con poco o nessun sforzo. I pneumatici tosaerba airless solidi vengono preinstallati sulla ruota consentendo una rapida installazione.

Esempi
Molti sistemi di condivisione di biciclette utilizzano questi pneumatici per ridurre la manutenzione.

Nel 2005, Michelin ha iniziato a sviluppare una combinazione di pneumatici e ruote integrata, la “Tweel” (derivata da “pneumatico” e “ruota”, che, come suggerisce il nome “Tweel”, sono combinati in una nuova parte fusa), che opera completamente senza aria. La Michelin afferma che la sua “Tweel” ha caratteristiche di trasporto del carico, assorbimento degli urti e maneggevolezza che si confrontano favorevolmente con i pneumatici convenzionali. Tuttavia, lo pneumatico ha molte vibrazioni durante la guida oltre gli 80 km / h (50 mph). Pertanto, nel prossimo futuro non è pianificato un avvio del mercato. Il gruppo di ingegneria automobilistica del dipartimento di ingegneria meccanica della Clemson University sta sviluppando un pneumatico airless a bassa perdita di energia con Michelin attraverso il progetto NIST ATP.

Crocodile Tyres ha sviluppato e vende una versione robusta che si fissa alle attrezzature minerarie standard.

Le tecnologie resilienti e il Polymer Engineering Center dell’Università del Wisconsin-Madison stanno creando un “pneumatico non pneumatico”, che è fondamentalmente un nido d’ape polimerico rotondo avvolto con un battistrada spesso nero. La versione iniziale del pneumatico è per Humvee e dovrebbe essere disponibile nel 2012. I pneumatici airless di Resilient Technologies sono stati testati e utilizzati dall’esercito statunitense. ed è anche il primo gruppo a produrre uno pneumatico airless prodotto in serie dopo la sua acquisizione da parte di Polaris, anche se solo in abbinamento al loro veicolo. Il marchio di pneumatici è “Terrainarmor”

Bridgestone sta sviluppando la Bridgestone Air-Free Concept Tyre, che è simile alla Tweel, e può contenere 150 kg (330 lb) per pneumatico.

La ruota di ritorno dell’energia ha il bordo esterno del pneumatico collegato al cerchio interno da un sistema di molle. Le molle possono cambiare la loro tensione per variare le caratteristiche di maneggevolezza.

Big Tire Pty Ltd in Australia sta sviluppando una “ruota non pneumatica, non solida”, progettata per gestire carichi di lavoro elevati, come quelli che si trovano nelle miniere sotterranee. La ruota utilizza più matrici di molle a balestra concentriche per distribuire uniformemente la forza attraverso la ruota. Un prototipo della ruota è stato costruito nel 2011 ed è stato testato su un caricatore interrato Eimco 936.

Nel 1938, J. V. Martin negli Stati Uniti inventò una gomma di sicurezza con cerchi di hickory racchiusi in gomma e dotati di raggi incrociati di gomma nervata. Potrebbe superare blocchi di 100 mm (4 pollici) quando testato in un’auto di prova senza molla.

Hankook Tire sta sviluppando il pneumatico airless iFlex.