إطارات سباق ملساء

إطار السباق الأملس هو نوع من الإطارات يتميز بسطح أملس ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4} ] ويُستخدم غالبًا في سباقات السيارات . طُوّر أول إطار أملس تجاري من قِبل شركة M&H Tires في أوائل الخمسينيات لاستخدامه في سباقات السرعة . وبفضل تصميمه الخالي من أي أخاديد في سطحه، يوفر هذا النوع من الإطارات أكبر مساحة تلامس ممكنة مع الطريق ^{[ 5 ] ،} مما يُحسّن التماسك على الطرق الجافة لأي بُعد مُحدد للإطار. تُستخدم الإطارات الملساء على حلبات السباق وفي سباقات الطرق ، حيث يتطلب التسارع والتوجيه والكبح أقصى قدر من التماسك من كل عجلة. عادةً ما تُستخدم الإطارات الملساء فقط على العجلات المُدارة (المُزوّدة بالطاقة) في سباقات السرعة، حيث يكون الهدف الوحيد هو تحقيق أقصى قدر من التماسك لنقل الطاقة إلى الأرض، ولا تُستخدم في سباقات الرالي .

لا تُعدّ الإطارات الملساء مناسبة للاستخدام في المركبات العادية على الطرق، والتي يجب أن تكون قادرة على العمل في جميع الظروف الجوية. تُستخدم هذه الإطارات في سباقات السيارات حيث يمكن للمتسابقين اختيار إطارات مختلفة بناءً على الظروف الجوية، وغالبًا ما يمكنهم تغيير الإطارات أثناء السباق.

تنتج آليتان للضغط قوة تماسك الإطارات : ^{[ 6 ]}

• انخفاض مطاط الإطار المرن اللزج يتكيف مع نسيج سطح الطريق
• الالتصاق الجزيئي عند السطح الفاصل بين مطاط الإطار وسطح الطريق

توفر الإطارات الملساء ثباتًا أفضل بكثير من الإطارات ذات الأخاديد على الطرق الجافة، ولكنها عادةً ما تكون أقل ثباتًا بكثير في الظروف الرطبة. تُقلل الطرق المبللة الثبات بشكل كبير بسبب الانزلاق المائي الناتج عن تجمع الماء بين منطقة تلامس الإطار وسطح الطريق. صُممت الإطارات ذات الأخاديد لتصريف الماء من منطقة التلامس عبر الأخاديد، مما يحافظ على الثبات حتى في الظروف الرطبة.

نظرًا لعدم وجود نقش على سطح الإطار، فإن مداس الإطار الأملس لا يتشوه كثيرًا تحت الضغط. يسمح هذا التشوه المحدود بتصنيع الإطار من مركبات أكثر ليونة دون ارتفاع مفرط في درجة الحرارة أو ظهور فقاعات. وقد طورت الإطارات الملساء الحديثة خصائص أداء مميزة ضمن نطاق محدد من درجات الحرارة، حيث تصبح لزجة عند تراكم حرارة كافية، مما يوفر تماسكًا أكبر بكثير مع سطح الطريق، ^{[ 6 ]} ولكنها تتميز أيضًا بمعدلات تآكل أقل ؛ أي أنها تتآكل بسرعة أكبر بكثير من إطارات المطاط الصلبة المستخدمة في القيادة على الطرقات. ومن الشائع في بعض رياضات السيارات أن يستهلك السائقون عدة مجموعات من الإطارات خلال يوم واحد من القيادة.

تم تطوير أول إطار سباقات السرعة من قبل شركة M&H Tires (Marvin & Harry Tires) في أوائل الخمسينيات. وكانت الشركة الوحيدة في العالم التي أنتجت وباعت إطارات سباقات السرعة الأصلية.

تتفاوت أحجام إطارات سباقات السرعة، من الإطارات المستخدمة في الدراجات النارية إلى الإطارات العريضة جدًا المستخدمة في سيارات السباق عالية الأداء. بالنسبة للسيارات ذات العجلات المغلقة، غالبًا ما يتطلب الأمر تعديل السيارة لتناسب حجم الإطار، وذلك برفع هيكل السيارة على النوابض الخلفية لاستيعاب الإطارات الضيقة، أو استبدال تجاويف العجلات الخلفية بأخرى عريضة جدًا وتضييق المحور الخلفي لإتاحة مساحة لأنواع الإطارات الأعرض. أما سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة، فهي غير مقيدة بهذه القيود، ويمكنها استخدام إطارات بأحجام هائلة. يستخدم بعضها ضغطًا منخفضًا جدًا لزيادة مساحة التلامس مع سطح الإطار، مما ينتج عنه المظهر الجانبي المميز الذي يُعرف باسم "الإطارات ذات الجدران المتجعدة". تُستخدم الأنابيب الداخلية عادةً لضمان عدم تسرب الهواء بشكل مفاجئ وكارثي عند تشوه الإطار تحت ضغط الانطلاق.

صُممت إطارات "الجدار المتجعد" خصيصًا لتلبية متطلبات سباقات السرعة، حيث بُنيت بطريقة تسمح للجدار الجانبي بالالتواء بفعل عزم الدوران المُطبق عند الانطلاق، مما يُخفف من حدة الانطلاقة الأولية ويقلل من احتمالية فقدان التماسك. ومع ازدياد السرعة، تعمل قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران الإطار على "فك" الجدار الجانبي، مُعيدًا الطاقة إلى تسارع السيارة. إضافةً إلى ذلك، يتسبب ذلك في تمدد الإطارات شعاعيًا، مما يزيد من قطرها ويُنشئ فعليًا نسبة تروس أعلى ، مما يسمح بسرعة قصوى أعلى بنفس نسبة تروس ناقل الحركة .

أثر تطور تقنيات الإطارات الملساء الأرخص ثمناً على تطوير الإطارات المستخدمة في سباقات السيارات الأخرى غير سباقات السرعة. فعندما استحدثت أنواع أخرى من سباقات السيارات فئات تشترط استخدام إطارات معتمدة من وزارة النقل الأمريكية (DOT) للاستخدام على الطرق العامة، بدأ بعض المصنّعين بتسويق إطارات تُشبه ظاهرياً إطاراتهم عالية الأداء، ولكن بنقشة مداس أقل عمقاً مسموحاً بها، وبمطاط ناعم ولزج للغاية، مصممة خصيصاً للمنافسة لأن النقشة الناعمة ستتآكل بسرعة كبيرة للاستخدام على الطرق العامة. عُرفت هذه الإطارات باسم إطارات R المركبة . ومع مرور السنوات، اتخذت هذه الفئة من الإطارات مساراً تطويرياً خاصاً بها، حتى باتت تختلف اختلافاً كبيراً عن إطارات الطرق العامة الحقيقية من نفس العلامة التجارية. وقد أدى ذلك إلى ظهور فئات جديدة من السباقات لا تشترط فقط اعتماد وزارة النقل الأمريكية (DOT)، بل أيضاً حداً أدنى لمقاومة تآكل المداس ، وذلك بهدف استبعاد إطارات R المركبة من المنافسة واشتراط استخدام إطارات الطرق العامة "الحقيقية".

في سباقات الفورمولا 1 ، قدمت شركة فايرستون الإطارات الملساء في سباق الجائزة الكبرى الإسباني عام 1971. [ ^{7 ] ثم} مُنعت هذه الإطارات من موسم 1998 إلى 2008. استُخدمت إطارات مخصصة للطقس الجاف مزودة بأخاديد محيطية إلزامية تهدف إلى تقليل التماسك الكلي وخفض سرعات الانعطاف، ولكنها ظلت تُعرف غالبًا باسم "الإطارات الملساء" لأن هذه الأخاديد لم تكن مصممة لتصريف المياه، وبالتالي لم يكن بالإمكان استخدامها بفعالية في الظروف الرطبة. [ ^{8 ] أُعيد} استخدام الإطارات الملساء بدءًا من موسم 2009. ^{[ 9 ]}

على النقيض، فإن العديد من إطارات الدراجات المصممة للاستخدام على الطرق المعبدة ملساء. لا يمثل الانزلاق المائي مشكلة لإطارات الدراجات نظرًا لعرضها الأضيق، وضغطها العالي، وسرعتها المنخفضة، ومقطعها العرضي الدائري (بسبب الحاجة إلى إمالة الدراجة عند المنعطفات)؛ إذ يمكن لإطار الدراجة اختراق طبقة الماء والتلامس مع الطريق بسهولة أكبر. عمليًا، لا تتفوق إطارات الدراجات ذات الأخاديد على الإطارات الملساء على الطرق المبللة. مع ذلك، تتميز العديد من إطارات الدراجات ذات الأداء المنخفض والمتوسط ​​بعمق مداس كبير، لأن الدراجات مصممة مع وضع الرحلات على الطرق الوعرة في الاعتبار: ففي التراب أو الحصى أو الرمل، يوفر نمط المداس قوة جر محسّنة بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تتميز إطارات الدراجات عالية الأداء، على الرغم من تصميمها للاستخدام على الطرق المعبدة فقط، بنمط مداس دقيق للغاية، والذي يبدو أنه لا يُحدث فرقًا في الأداء مقارنةً بالإطارات الملساء، وإنما يُستخدم فقط لأغراض التسويق وكمؤشر على تآكل الإطار. يتضح هذا الأمر ليس فقط من خلال الاختبارات المباشرة للإطارات، بل أيضاً من حقيقة أن ملمس الطريق نفسه أكثر خشونة من نقش المداس البسيط لهذه الإطارات. ^{[ 10 ]} تحتوي بعض التصاميم الخالية من الأخاديد على "ثقوب" أو نقرات صغيرة مدمجة في المداس كمؤشر لتآكل الإطار. وهذا مشابه لمؤشرات تآكل إطارات السيارات، التي تلامس الطريق عندما يتآكل الإطار إلى مستوى منخفض من المداس، مما يجعله يصدر ضجيجاً على الطريق.

• صلابة الانضغاط

• تكنولوجيا السباقات؛ إطارات ملساء قانونية للاستخدام على الطرق العامة
• إطارات "شوارع" ذات مركب R
• كيف يعمل مطاط الإطارات؛ racecar-engineering.com