1. Чарльз Гудьир і Томас Ханкок запатентували гуму (1844 г.)
2. На дорогах з'явилися надувні покришки (1889 р)
3. Фіни винайшли зимову шину (1934 г.)
4. Автомир переходить з діагональних на радіальні покришки (1946 г.)
5. У виробництво йдуть шиповки і «липучки» (1960-1970 рр.)
6. З'явилася у продажу покришка, що не боїться проколів (1972 р)
7. Еволюція шипів (1990-2000 рр.)
8. З'явилися найбільші в світі покришки (2001 г.)
9. Нові концепти безповітряних покришок (2000-ті роки)
10. Висувні шипи і зимові покришки «для літа» (2014-2015 р.р.)

Одягати на колесо надуту повітрям гумово-парусинову шину першим придумав шотландець Роберт Вільям Томсон: в 1845-1847 рр. він отримує патенти на цей винахід в Великобританії, Франції і США. Так 170 років тому почалася історія покришок в сучасному розумінні цього слова.

До XIX століття колеса зовсім не мали шин: з незапам'ятних часів на дерев'яне колесо надягали сталевий обід (ще раніше - шкіряний). Комфорту і зчепленню з дорогою це мало сприяло, але, по крайней мере, допомагало захистити колесо від дрібних пошкоджень.

Все змінив технологічний прорив, що стався в 40-і роки XIX століття. Тоді стартувала безперервна гонка винаходів і патентів. Ми вибрали десять головних епізодів в історії автомобільних шин - від винаходу гуми до створення високотехнологічних покришок наших днів.

Чарльз Гудьир і Томас Ханкок запатентували гуму (1844 г.)

Американський винахідник Чарльз Гудьир так вірив в нові матеріали, які, за його задумом, повинні були привернути всю світову промисловість, що заради хімічних дослідів розпродав усе особисте майно і вліз в борги. Він був переконаний, що з каучуку, який міститься в соку тропічних дерев, можна виготовити принципово новий матеріал - пружний і еластичний, не тріскається з часом і не псується через перепади температур, - який переверне всю промисловість. Кілька років невдалих експериментів привели до того, що він навіть потрапив під арешт через борги. Але це Гудьира не зупинило: в 1844 році він патентує технологію вулканізації каучуку.

Цікаво, що по інший бік океану в ногу з Гудьіром йшов інший винахідник - англієць Томас Ханкок. Його називають батьком британської гумотехнічної промисловості. Ханкок отримав свій патент в тому ж році і навіть на кілька тижнів раніше Гудьира. Однак прийнято вважати, що саме Гудьир першим прийшов до свого винаходу. У його автобіографічній книзі йдеться, що вперше технологію вулканізації він застосував ще в 1839 році.

Так чи інакше обидва винахідника прийшли до єдиного рішення. Каучук нагрівають разом із сіркою, і це змінює властивості матеріалу: він стає еластичним і зносостійким. Щоб поліпшити молекулярні сполуки, до складу додають різні добавки, скажімо, технічний вуглець (а попросту кажучи, сажу), який і надає гумі чорний колір. Цей базовий принцип приготування гумових сумішей залишився незмінним донині.

Звичайно, нинішні гумові суміші за своїм складом набагато складніше колишніх. У 30-ті роки ХХ століття був винайдений синтетичний каучук, і за властивостями він виявився краще натурального: без нього високошвидкісних покришок не існувало б. Також у виробництві стали використовувати кремнієву кислоту, масла і смоли, вулканізаційні активатори і екологічні наповнювачі. За рахунок різних поєднань цих інгредієнтів вдалося створити безліч моделей шин з принципово різними властивостями: для зимових коліс використовують більш м'які склади, а для спортивних - ті, що менше руйнуються під навантаженнями на високих швидкостях і при нагріванні.

Після отримання патенту Чарльз Гудьир витрачає кілька років на налагодження технології під промислове виробництво. Уже після смерті Гудьира засноване ним підприємство буде названо його ім'ям. У XX столітті шини Goodyear виявляться в числі наймасовіших.

На дорогах з'явилися надувні покришки (1889 р)

У тому, що гума як матеріал має величезні перспективи, в кінці XIX століття були переконані багато фірм, але ось оптимальну конструкцію автомобільної шини вдалося знайти далеко не відразу. Пневматична покришка, запатентована в 1846 році Робертом Вільямом Томсоном, протягом наступних 40 років так і залишалася лише проектом, який жодне підприємство не запустило в виробництво. Довгий час промисловість випускала тільки цельнорезіновое шини.

Патент навіть встиг загубитися ... У 80-ті роки XIX століття нікому не відомий ірландський ветеринар зробив для триколісного велосипеда свого десятирічного сина дивовижний «тюнінг»: батько прикріпив до дерев'яних колесах кільця з надутого гумового шланга. Їздити по бруківці стало набагато приємніше! Цим турботливим батьком був Джон Бойд Данлоп. В історію він увійде не як ветеринар, а як ще один винахідник пневматичної шини, патент на яку він отримає в 1888 році.

Цікаво, що пізніше патент Данлопа анулюють: формальним винахідником надувний покришки визнають все ж Роберта Томсона. Але саме Данлоп дав шині справжню путівку в життя: в 1889 році на старт велогонки в Белфасті виходить перший велосипед з надувними шинами і виграє змагання. З цього моменту шини отримують комерційні перспективи. Заснована в тому ж році маленька компанія «Pneumatic Tyre and Booth's Cycle Agency» згодом перетвориться в одного з найбільших виробників автомобільних покришок в світі, нині відомого як Dunlop.

У ті ж роки голосно про себе заявляє інша фірма, якій пізніше судилося стати ще одним гігантом шинної промисловості. Компанія Michelin в 1891 році вводить в обіг важливе вдосконалення: знімні шини. Справа в тому, що всі попередні розробки кріпилися до обода за допомогою клею, і це сильно ускладнювало ремонт в разі пошкодження.

Всі вищезгадані факти стосуються велосипедних шин. Першим же автомобілем з пневматичними шинами став в 1895 році Peugeot L'Eclair, який отримав шини Michelin.

Гонка винаходів тільки почала набирати обертів. Найнятий Данлопом молодий інженер Чарльз Кінгстон Уелтч став автором автомобільної камери окремої від покришки. Звичну нам безкамерну шину винайдуть на рубежі 20-х і 30-х років XX століття. Її майже одночасно запатентують кілька фірм в різних частинах світу. Англійська патент на неї отримає підприємство Killen Tire, в Америці патентну заявку подасть співробітник BF Goodrich, в Африці власником патенту стане один з підрозділів Goodyear.

В наші дні конструкції шин у всіх виробників близькі. Каркасом служить кордова тканина з полімерних або металевих ниток. Навколо цього «скелета» створюється сендвіч з декількох шарів гуми з різними властивостями. На малюнку: 1 - протектор; 2 - плечова частина; 3 - каркас; 4 - бічна частина (крило шини); 5 - брекер і подушкові шар; 6 - додаткова вставка у плечовій зоні; 7 - бортове кільце; 8 - бортова частина.

Фіни винайшли зимову шину (1934 г.)

Новий імпульс еволюції коліс додало розвиток вантажного автотранспорту. Перевозити товари потрібно кожен день, незалежно від погодних умов і пори року. У 30-і роки XX століття автомобілів на європейських дорогах стає все більше, але самі дороги залишають бажати кращого, особливо взимку. Для перевезення вантажів, які тільки-тільки починають перетворюватися в серйозний бізнес, це величезна проблема.

Нові виклики часу першим вловлює фінське підприємство Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö, нині відоме як Nokian. У 1934 році ця компанія виводить на ринок вантажні шини спеціально для зими.

Модель Kelirengas разюче відрізнялася від усіх вироблених тоді покришок. Протектор отримав суцільні поперечні блоки незграбної форми. Дороги чистили нерегулярно, і головне завдання таких шин була в тому, щоб добре рити глибокий сніг.

Незабаром такі ж шини захотіли собі водії легковиків. Уже в 1936 році на ринок виходить перша Hakkapeliitta, на той момент ще нешипованная. Шипи винайдуть пізніше. Згодом Nokian отримає більше 100 патентів на свої розробки в області зимових покришок.

Адаптація коліс під різні кліматичні умови і дорожні покриття змушують виробників експериментувати з малюнком протектора. Так з'являються шини з направленим стріловидним малюнком, який сприяє більш ефективному відведенню води або снігової каші з плями контакту колеса з дорогою.

Автомир переходить з діагональних на радіальні покришки (1946 г.)

У перші півстоліття існування автомобільних шин вважалося, що оптимальна конструкція «скелета» колеса - діагональна. Тобто нитки корду мали під кутом близько 60 градусів до напрямку обертання. Однак до сорокових років швидкості зростають і з'ясовується, що пружність таких коліс є недостатньою: пляма контакту з дорогою має нестабільну форму, і покришка має надлишковим опором коченню. Експерименти з гумовою сумішшю тут не дають принципового прориву, і тоді інженери беруться за каркас покришки.

У 1946 році вперше налагоджений випуск шин з радіальним каркасом - нитки корду розташовані під протектором поперечно напрямку обертання (строго під 90 градусів). Це дає виграш за всіма параметрами, включаючи ресурс, економічність, здатність ефективно розганятися, переносити бічні перевантаження, і, зрозуміло, відмінно гальмувати. Першою такі шини стала випускати французька марка Michelin, а нині ця конструкція взята на озброєння всіма виробниками автомобільних шин, і в класі легкових покришок вона повністю витіснила колишній «скелет».

У виробництво йдуть шиповки і «липучки» (1960-1970 рр.)

У 60-і роки на снігових і льодових спецділянках ралі Монте-Карло трапляється сенсація: вирішальним фактором в гонках виявляються шини. Беззаперечними лідерами стають гонщики, які використовують шиповані покришки. Вперше серійне виробництво таких шин почалося в 1961 році з появи моделі Kometa-Hakkapeliitta від Nokian.

Цьому передували роки експериментів з різними накладками на колеса. Сама ідея встромляти в протектор металеві «кігті» існувала і раніше, але Nokian першою створила покришку, протектор якої спеціально був розрахований на вживлення шипів із загартованої сталі.

Ніяке інше рішення не працює на льоду так, як шипи. Для країн з холодним кліматом - таких як Фінляндія, Росія, Канада - шипована гума стає незамінним варіантом для зими. Наприклад фінської компанії підуть всі виробники зимових шин.

У XXI столітті Nokian продовжить удосконалювати конструкцію шипів і доб'ється вражаючих результатів. У 2013 році на шинах Nokian Hakkapeliitta 8 встановлений світовий рекорд швидкості на льоду - 335,713 км / год.

У 70-ті роки європейські влада запроваджує обмеження на використання шипів, через те, що ті псують дорожнє покриття. Але ця подія не стала нерозв'язною проблемою для шинної промисловості, а, навпаки, породило нові відкриття. На ринок виходять принципово нові зимові покришки без шипів, які в нашій країні отримають прізвисько «липучки».

Головна знахідка - це дрібні прорізи в протекторі, що називаються ламелями. Справа в тому, що збільшувати м'якість гуми для зимових шин можна лише до певних меж, інакше колесо починає просто швидко руйнуватися. А ось ламелі роблять блоки протектора більш еластичними і чіпкими, при цьому дозволяючи використовувати зносостійкі суміші гуми.

З'явилася у продажу покришка, що не боїться проколів (1972 р)

Боротьба з проколами йде стільки ж часу, скільки існують пневматичні шини. Фірма Michelin ще в 1934 році представила покришку, всередині якої містився спеціальний пінистий наповнювач, що дозволяв колесу зберігати форму. «Куленепробивні» колеса виробляли дрібносерійне для армійських потреб, але масового поширення такі рішення не отримали.

Надалі шинники прийдуть до висновку, що найефективніший варіант - це зміцнювати борту покришки. Перша серійна автомобільна шина, що не боїться проколів, з'явилася в 1972 році. На наступний рік автопром взяв її на озброєння: такі колеса в якості опції запропонували покупцям англійських седанів Rover P6, а незабаром і хетчбеків Mini. Першою цю чудо-гуму стала виробляти фірма Dunlop.

«Запасне колесо більше не буде потрібно, і в багажнику залишається більше вільного місця», - написала в травні 1973 року газета Scottish Evening Times. Завдяки посиленим боковинам і додатковим м'яким вставкам в товщі протектора при втраті внутрішнього тиску колесо не просідала повністю і не зіскакує з диска. У такому стані можна було продовжувати їхати зі швидкістю до 80 км / год на відстань до 160 км (відмінний показник навіть за теперішніх часів).

Згодом аналогічні моделі покришок стануть випускати і інші марки, а в наші дні деякі автовиробники (наприклад, BMW) вважають за краще комплектувати свої машини тільки подібної гумою run-flat, все частіше відмовляючись не тільки від запасного колеса, але і від «докатки».

Така конструкція використовується в колесах броньованих лімузинів і військової техніки: всередині покришки на диск надіто пружне підтримує кільце. Звичайні колеса run-flat не здатні витримати велику масу подібних машин

Еволюція шипів (1990-2000 рр.)

Кожна фірма прагне знайти свій «досконалий шип». Заради того, щоб шипи менше вилітали в ході експлуатації, виробники стали застосовувати посадку шипів на клей, а також «якірну посадку»: такий шип сидить в шині, грубо кажучи, як цвях, тільки капелюшком всередину. Для зниження шуму деякі виробники роблять «підпружинені» шипи: всередині протектора шип спирається на спеціальну еластичну подушку. Такі шипи довше служать, та й шкоди дорожньому полотну завдають менше.

У XXI столітті інженери беруться за удосконалення «вістря» шипа - щоб він краще чіплявся за слизьку поверхню. У цій області нове слово було сказано в 2003 році, коли на ринок вийшла модель Nokian Hakkapeliitta 4 - перша в історії шина з некруглим шипом.

Інженери розрахували, що квадратні шипи ефективніше справляються з навантаженням як при розгонах і гальмуваннях, так і в поворотах. З'ясувалося, що одне лише це рішення поліпшило зчеплення з дорогою на 8% в порівнянні з попередньою моделлю покришок. Ідею швидко підхопили інші марки, і зараз на ринку зустрічаються найрізноманітніші багатокутники на вістрі шпильки, які, як стверджується, працюють ще краще.

З'явилися найбільші в світі покришки (2001 г.)

Нинішні кар'єрні самоскиди за своїми габаритами перевищують 20 м в довжину і 8 м у висоту. Саме для них у 2001 році почали випускати покришки Bridgestone 59/80 R63 V-Steel E-Lug S, висота яких становить 4,02 метра. Аналогічні за розмірами покришки з'явилися також у марок Michelin і Titan.

Позначення «R63» в назві цих моделей вказує на гігантський посадковий діаметр цих шин - 63 дюйма. Кожне таке колесо витримує навантаження в 100 000 тонн. Вага однієї такої шини перевищує 5 тонн, а ціни досягають $ 60 000 за штуку.

Крім вантажопідйомності ця шина повинна мати гарну прохідність. Тому малюнок протектора тут схожий на серйозну джіперськую «гуму», тільки збільшену у багато разів. Глибина широченних канавок - аж 7 см. Це потрібно для того, щоб вони не забивалися грунтом. Покупці можуть на замовлення вибирати з декількох варіантів гумової суміші в залежності від умов експлуатації.

Якщо говорити про шинах, реально експлуатуються на транспортних засобах, то покришки кар'єрних самоскидів - найбільші. Однак існують і гігантські макети шин - вони ще більше. У 1964 році до всесвітньої виставки в Нью-Йорку була споруджена 24,4-метрова покришка, навколо якої оберталося колесо огляду. Сьогодні ця шина (вже без атракціону) коштує в передмісті Детройта. До цього дня вона вважається найбільшою в світі шиною з числа тих, що створювалися не для реальної експлуатації.

Нові концепти безповітряних покришок (2000-ті роки)

Цей прорив в конструкції коліс нам обіцяють вже багато років: навіщо накачувати колесо повітрям, якщо можна домогтися таких же споживчих якостей за рахунок особливої ​​амортизуючої конструкції прямо всередині покришки? Випускаються зараз колеса run-flat після проколу можуть проїхати близько 100 км, а безповітряний колесо майбутнього зможе експлуатуватися весь термін служби після множинних проколів - про це навіть не доведеться замислюватися. Правда, поки це лише концептуальні розробки, але на великих міжнародних автосалонах їм відводиться важливе місце.

Одна з найбільш просунутих розробок у цій сфері - Tweel, яку Michelin представив в «нульові» роки. У назві зашифрована формула «tire + wheel» (покришка + диск). Тобто це єдина конструкція, всередині якої - складне сплетіння пружних перемичок. Журнал Time назвав цю розробку найдивовижнішим винаходом 2005 року. Минуло 10 років, а до серійного випуску таких коліс для легкових автомобілів все ще далеко. Але серійні колеса Tweel вже випускають для навантажувачів, сільськогосподарської та будівельної техніки. Також цією конструкцією зацікавилася NASA. На основі мішленівські концепту замовлено розробку аналогічних коліс для майбутніх місяцеходів.

Висувні шипи і зимові покришки «для літа» (2014-2015 р.р.)

Самі творці цього концепту називають його першою в світі «нешипованной покришкою з шипами». У звичайних режимах руху вона нічим не відрізняється від фрикційного покришки без шипів, але варто водієві натиснути на спеціальну кнопку в салоні, як з поверхні протектора вискакують шипи.

Поки ця розробка Nokian носить статус прототипу, і поява висувних шипів - це питання не найближчого майбутнього, а ось така екзотика, як зимові шини «для літа» - це вже наше сьогодення.

Поняття «всесезонні» шини існує не одне десятиліття, але, строго кажучи, всі подібні покришки, що випускалися раніше, годилися для зими тільки з дуже великими застереженнями. Nokian пішла іншим шляхом, запустивши в 2015 році в серійне виробництво гуму, яка здатна однаково добре працювати як на снігу при мінусових температурах, так і на сухому асфальті в жарку погоду. Якщо всі колишні «всесезонки» робилися на основі літніх шин, то новинка, названа Nokian Weatherproof, спочатку є повноцінною зимової покришкою, але при цьому гідно показує себе в літніх умовах.

Незвично тут вже те, що протектор поєднує в собі як зимовий, так і літній малюнки. У центральній частині протектора блоки і канавки спрямовані так, щоб найкращим чином протистояти слашпленінгу - втрати управління на сніжно-водяній «каші». Бічні блоки розраховані на ефективний розгін і гальмування, як на літніх шинах, але проміжки між ними збільшені - щоб прорізи не забиває снігом. У поєднанні з «цілорічним» складом гуми це дало потрібний ефект.

PS Які покришки можна назвати вінцем творіння шинної промисловості за 170 років існування? Мабуть, на такий титул можуть претендувати шини, які отримав Bugatti Chiron, представлений навесні 2016 року. Для якнайшвидшого в світі гіперкара спеціально були створені покришки, що дозволяють набрати «паспортні» 420 км / год, а в теорії навіть більше ( «максималка» автомобіля обмежена електронікою). Розмірність коліс - 285/30 R20 спереду і 355/25 R21 ззаду. Ці шини, які виробляються тільки вручну, - спільна розробка Michelin і Bugatti.