智能轮胎公司
洛杉矶,加州
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形状记忆合金(SMA)轮胎将赋予下一代火星舷梯和其他外星车辆在较长的距离上携带较重的负荷。由于原始的阿波罗任务,铝和钢筋轮胎从地形中跳动。从2026年开始,使用像SMA这样的先进材料,轮胎问题将成为美国宇航局任务的一件事。

超弹性轮胎最初由美国宇航局开发的月球和火星火山火车站任务。过去的舷梯使用薄铝轮胎,最终由于艰难的火星地形而产生裂缝和孔。虽然坚持不懈的火星虎虎的铝制轮胎比以前的流浪者更强大,但是由形状记忆合金制成的未来轮胎将实现更大,更长的持续船只,这些持续的船群将不再需要六个轮子,但只有四个。

这种超弹性轮胎是美国宇航局格伦公司的一项创新产品,它采用SMAs(主要是镍钛合金及其衍生物)作为承重部件,是一种非气动、柔顺的轮胎。在发生永久变形之前,这些sma能够在分子水平上以显著的可逆应变(比普通材料多一个数量级)经历相变。常用的弹塑性材料,如弹簧钢和复合材料,在承受~0.3 ~ 0.5%的应变后才会发生塑性变形。

形状记忆合金的使用增强了对有效刚度作为变形函数的控制,增加了设计的通用性。轮胎可以通过增加挠度来软化,减少在高变形事件中传递给车辆的能量。此外,sma的径向加强筋形式的使用,而不是弹簧,提供了更大的承载潜力和改进的设计灵活性。

智能轮胎公司正在开发美国宇航局的SMA轮胎技术的第一个消费者应用。形状记忆合金径向技术(SMART)超弹性轮胎是无气的,耐用,永远不会走平。轮胎由镍钛诺+制成,这是一种形状记忆合金,像橡胶一样有弹性,但像钛一样坚固。

这款智能轮胎诞生于美国宇航局在火星上面临的极端挑战,那里没有道路,温度可以达到-200°C,轮胎性能是关键任务。智能轮胎拥有专利承重设计,利用sma的独特性能。这些特殊的金属可以以非常快的速度(像橡胶)膨胀、收缩、弯曲或伸直,其力量之大足以移动重物。即使在极端变形的情况下,轮胎也会通过分子水平上的相变恢复其100%的形状。

基于美国宇航局超弹性轮胎的第一家商业产品是一种叫做Metl的环保气动自行车轮胎这是一种不透气、重量较轻的轮胎,适用于通勤者、道路、碎石和电动自行车。最终的产品将被涂覆/包裹在一种新的、配方的聚橡胶材料中。轮胎将维持自行车的使用寿命,没有漏洞,撕裂,戳破,或密封剂。

SMART轮胎公司一直在为传统自行车开发形状记忆合金轮胎,并在福特汽车公司(Ford Motor Co.)的子公司Spin进行电动摩托车的研发。这种无气解决方案可以将传统橡胶轮胎对环境的影响降至最低。

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科技简报》杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年6月号技术简介杂志。

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