مخترع آمریکایی، با طرح SurfacePlan و ایده Direct-push wheel قصد دارد سامانه انتقال قدرت خودرو را متحول کند.
به گزارش تکناک، چرخ به عنوان یکی از مهم‌ترین اختراعات بشر، حدود ۵۵۰۰ سال پیش در شهر اوروک بین‌النهرین باستان متولد شد. تمدنی که نوآوری‌های بسیاری از جمله نوشتن، ریاضیات، نقشه‌کشی و حتی مفهوم زمان ۲۴ ساعته را به جهان معرفی کرد. نخستین چرخ ساخته‌شده در تاریخ، یک چرخ سفالگری بود، که در ادامه مسیر تکامل خود به قلب صنعت حمل‌ونقل تبدیل شد. از آن زمان تاکنون، چرخ یکی از بنیادی‌ترین اجزای وسایل نقلیه محسوب می‌شود و همین جایگاه ویژه باعث شده است که تلاش برای بازطراحی یا بهبود آن هیچ‌گاه متوقف نشود.
در عصر مدرن، نمونه‌های متنوعی از نوآوری در طراحی چرخ معرفی شده‌اند. چرخ بدون‌باد Michelin Tweel، چرخ‌های تاشو، چرخ‌های مجهز به سیستم تعلیق بادی خاص، مدل‌های مکعبی برای افزایش سرعت اسکیت‌بورد و حتی چرخ‌های یکپارچه مخصوص خودروهای برقی که تمام اجزای انتقال قدرت، ترمز و فرمان را در خود جای می‌دهند، تنها بخشی از این تلاش‌ها هستند. این نوآوری‌ها نشان می‌دهند که حتی اختراعی به قدمت چرخ نیز هنوز جایگاه زیادی برای تغییر و بازاندیشی دارد.
اکنون، یک مخترع آمریکایی به نام David Henson طرحی با نام SurfacePlan wheel معرفی کرده است، که می‌تواند سامانه انتقال قدرت خودرو را به‌طور کامل متحول کند. ایده اصلی او بر پایه “Direct-push wheel” یا همان «چرخ با فشار مستقیم» استوار است. در این مفهوم، به جای انتقال نیرو از طریق موتور، گیربکس و شفت برای چرخاندن چرخ، فشار به صورت مستقیم توسط محرک‌هایی به سطح جاده وارد می‌شود. به بیان ساده، این فناوری نیروی پیشران را به طور مستقیم از داخل خود چرخ به سطح زمین منتقل می‌کند و از لایه‌های پیچیده انتقال نیرو در خودروهای کنونی بی‌نیاز می‌شود.
در طراحی SurfacePlan، پره‌های سنتی چرخ حذف می‌شوند و جای خود را به ده‌ها محرک خطی شبیه پیستون می‌دهند. این محرک‌ها با نوک‌های لاستیکی از دیواره تایر بیرون می‌زنند و می‌توانند به صورت الکتریکی، هیدرولیکی یا پنوماتیکی عمل کنند. هنسون معتقد است که این سیستم می‌تواند مزایای چشمگیری به همراه داشته باشد، که به طور موقت ثبت اختراع شده است و تحت کنترل هوش مصنوعی فعالیت خواهد کرد. او به کاهش تعداد قطعات متحرک، امکان برنامه‌ریزی آج‌های لاستیک، کاهش وزن خودرو تا ۷۵ درصد، بهبود کشش و ایجاد روش‌های نوین برای کنترل حرکت اشاره می‌کند.
با وجود این مزایا، کارشناسان نگرانی‌های جدی درباره این ایده مطرح کرده‌اند. نخست اینکه نیروهای واردشده از سوی محرک‌ها در راستای محوری چرخ نیستند، بلکه به صورت مورب و مایل اعمال می‌شوند. این موضوع می‌تواند علاوه بر فشار رو به جلو، نیرویی عمودی ایجاد کند، که بخشی از تایر را از سطح زمین جدا نماید و در نتیجه چسبندگی را کاهش دهد. از سوی دیگر، محرک‌ها باید از سطح لاستیک عبور کنند؛ سطحی که دائماً در معرض گل، مایعات و ذرات جاده قرار دارد. این موضوع، دوام و آب‌بندی را به چالشی اساسی تبدیل می‌کند.
خطر خرابی مکانیکی نیز وجود دارد. اگر یکی از محرک‌ها در اثر ضربه خم شود یا در وضعیت بیرون‌آمده باقی بماند، حرکت خودرو به شدت مختل خواهد شد. همچنین این سیستم برای عملکرد مناسب به توان زیادی نیاز دارد. اگر هر چرخ به ۵۰ تا ۱۰۰ محرک مجهز شود، مصرف انرژی آن سرسام‌آور خواهد بود. استفاده از سیستم‌های هیدرولیکی یا پنوماتیکی نیز مستلزم وجود کمپرسورها یا پمپ‌های بزرگ و شبکه‌ای از شلنگ‌ها هستند که پیچیدگی، هزینه و وزن اضافی را تحمیل می‌کنند.
مسائل دیگری مانند: افزایش وزن فنربندی‌نشده، مقاومت در برابر نیروهای گریز از مرکز در سرعت‌های بالا و هزینه‌های بالای تعمیر و جایگزینی قطعات نیز موانع جدی این فناوری محسوب می‌شوند. این در حالی است که موتورهای توپی الکتریکی سال‌ها است انتقال قدرت خودرو را به طور مستقیم و با کارایی بالا درون چرخ‌ها فراهم کرده‌اند و در صنعت خودروسازی به یک فناوری شناخته‌شده و مطمئن تبدیل شده‌اند.
با وجود تمام این چالش‌ها، هنسون باور دارد که Direct-push wheel می‌تواند در آینده کاربردهای خاص خود را پیدا کند. او هم‌اکنون برنامه‌ای برای جذب سرمایه از طریق پلتفرم Wefunder راه‌اندازی کرده و امیدوار است با کمک سرمایه‌گذاران بتواند نمونه اولیه این طرح را توسعه دهد و آن را وارد مرحله آزمایش‌های عملی کند.
این پروژه در حال حاضر بیش از آنکه یک محصول آماده باشد، یک ایده و الهام است. اما همین ایده می‌تواند آغازگر مسیری تازه در صنعت حمل‌ونقل باشد. طرح SurfacePlan نشان می‌دهد که حتی یکی از قدیمی‌ترین اختراعات بشر نیز هنوز ظرفیت تغییر و تحول را دارد. باید دید این طرح جسورانه که اکنون در مرحله اولیه قرار دارد، می‌تواند در آینده جایگاهی در دنیای واقعی و سامانه انتقال قدرت خودرو پیدا کند یا همچنان در حد یک نوآوری مفهومی باقی خواهد ماند.
