주로 자동차에 사용되는 타이어는 공기가 들어 있는 뉴매틱 타이어(pneumatic tire)이며, 그 주된 기능은 차체 등의 하중을 견디고, 구동력이나 제동력을 노면에 전하며, 코너를 돌기 위한 힘을 노면에 전하고, 노면의 요철에 의한 충격을 완화시키는 것이다(참조자료1) .

그런데 이러한 뉴매틱 타이어를 장착한 차량은 거친 환경이나 폭발물에 의해 펑크가 날 가능성이 높기 때문에 군사용 차량에서는 약점으로 작용하고 있다. 예를 들어 미군이 이라크에서 사용하는 험비(Humvee) 차량의 경우 작전을 수행하면서 타이어는 적군이 급조 폭발물(IED)을 이용하여 타깃으로 삼는 약한 부분인 것으로 증명되었다.

이에 대한 대안으로 공기를 넣지 않아도 되는 공기 없는 타이어가 고려되고 있다. 예를 들어 세계에서 가장 큰 타이어 제조사인 미쉐린(Michelin)의 경우 2005년에 고무를 이용하여 공기를 주입하지 않는 타이어를 제조한 바 있다. 이 타이어는 2005년에 가장 놀라운 발명 중 하나로 평가 받았으나, 상업화에는 성공하지 못했다(GTB2006121635).

그런데 최근에 미국 위스콘신(Wisconsin) 주의 벤처기업인 레질리언트 테크놀로지(Resilient Technologies, LLC)가 전투 지역처럼 가혹한 환경을 견딜 수 있는 공기 없는 타이어를 개발하고, 그 성능 시험을 수행하고 있어 주목을 받고 있다.

레질리언트 테크놀로지는 험비(Humvee)와 같이 가혹 환경용 군용 차량에 적용하기 위한 공기 없는 타이어를 연구 및 개발하기 위해 미국 국방부(U.S. Department of Defense) 및 위스콘신 주립대 매디슨 캠퍼스(University of Wisconsin?Madison)와 함께 4개년간 1천 8백만 달러의 프로젝트를 진행하고 있다.

레질리언트 테크놀로지는 수백 개의 시작품을 반복하면서 단지 2년 만에 트랙터식 잔디 깎는 기계를 위한 공기 없는 타이어 축소모델을 개발했다. 그리고 마침내 지난 2008년 4월에 미국 워소(Wausau)에 위치한 주 방위군(National Guard)의 험비에 공기 없는 시작품 타이어를 장착하여, 일반 도로 및 오프 로드 상에서 엄격한 시험을 실시하고 있다.

레질리언트 테크놀로지는 위스콘신 주립대 매디슨 캠퍼스의 폴리머 공학 센터(Polymer Engineering Center)의 도움을 받아 그 개발을 가속화시킬 수 있었다. 폴리머 공학 센터는 이 프로젝트의 하부 계약자로서, 기계공학과 팀 오스왈드(Tim Osswald) 교수의 지도를 받고 있는 2명의 대학원생을 제공했다.

연구 개발의 목표는 타이어의 강성(stiffness) 변동을 줄여서 부하를 균일하게 전달하는 것이었다. 이를 위해 채택된 설계안은 자연의 벌집 모양을 이용하는 것이었다. 이러한 설계안은 레질리언트 테크놀로지의 내부 설계개발팀에서 도출되었으며, 폴리머 공학 센터는 시험과 시뮬레이션을 수행하여 그 설계 품질을 검증했다.

레질리언트 테크놀로지의 설계안은 벌집 모양과 같이 6각형의 셀 패턴을 가지도록 배치되어 공기 타이어의 승차감을 모방했다. 벌집 모양의 형상은 사용 중에 소음 수준과 발열을 크게 줄인다.

이와 같이 새로 개발된 무공기 타이어는 소음 및 발열을 줄여서 뉴매틱 타이어에 버금갈 정도의 승차감을 제공하면서도 공기 주입이 없어 펑크의 염려가 없고, 고속 주행 시 타이어 펑크로 인한 차량 전복의 위험도 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 현재로는 군사용 차량이 주요한 타깃 시장이지만, 펑크난 타이어가 심각한 문제를 일으킬 수 있는 어떠한 차량이라도 적용될 수 있어 그 활용가능성 및 시장성이 높이 평가된다.

출처 : http://www.physorg.com/news133709471.html

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