Шипованные шины

Шипованные шины — это тип автомобильных шин, предназначенных для эксплуатации в зимних условиях, конструкция которых предусматривает наличие в протекторе специальных вставок (шипов), обеспечивающих повышенное сцепление с обледенелым и укатанным снежным покрытием. Относятся к классу зимних шин и являются одним из наиболее эффективных средств пассивной безопасности при движении по скользким дорогам.

История

Первые попытки создания шин с противоскользящими элементами предпринимались ещё в начале XX века. В 1904 году финский инженер Мишель Эрикссон запатентовал конструкцию с металлическими вставками. Однако массовое внедрение началось лишь в 1930-х годах в скандинавских странах, где суровые зимы делали обычные шины практически бесполезными на льду.

Значительный прорыв произошёл в 1960-х годах, когда финская компания Nokian Tyres (тогда Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö) разработала первую серийную модель шипованной шины — Nokian Hakkapeliitta. Шипы представляли собой стальные сердечники, запрессованные в резиновый протектор. В 1970-х годах технология получила распространение в СССР, где для эксплуатации в северных регионах начали выпускать шины с шипами на заводах «Ярославский шинный завод» и «Нижнекамскшина».

В 1980-х годах, с ростом автомобилизации и требований к экологии, в ряде стран (Германия, Швейцария, Япония) были введены ограничения на использование шипованных шин из-за разрушающего воздействия на дорожное покрытие. Это стимулировало развитие альтернативных конструкций — «липучек» (фрикционных шин) и более щадящих типов шипов.

Конструкция и принцип действия

Устройство шипа

Современный шип состоит из нескольких элементов:

• Корпус (основание) — обычно изготавливается из алюминия, стали или пластика. Обеспечивает фиксацию в протекторе.
• Твёрдосплавный сердечник — вставка из карбида вольфрама или другого сверхтвёрдого материала. Именно он контактирует с дорогой. Форма сердечника (круглая, квадратная, ромбовидная, трапециевидная) влияет на характер сцепления.
• Фланец — расширенная часть корпуса, предотвращающая выпадение шипа из резины.

Механизм сцепления

При движении по льду или утрамбованному снегу шипы врезаются в поверхность, создавая точечные опоры. Это позволяет реализовать силы трения, близкие к сухому трению, в то время как обычная резина на льду работает в режиме граничного трения (скольжения по водяной плёнке). Эффективность шипов наиболее высока при температурах от 0 до -15 °C, когда лёд твёрдый, но не хрупкий. При сильных морозах (ниже -25 °C) лёд становится более твёрдым, и шипы могут работать хуже, чем фрикционные шины с мягкой резиной.

Классификация

Шипованные шины классифицируются по нескольким признакам:

По типу шипа

• Круглые шипы — классический вариант, обеспечивающий равномерное сцепление во всех направлениях.
• Трапециевидные (ромбовидные) шипы — имеют грани, которые лучше цепляются за лёд при боковых нагрузках (в поворотах).
• Многогранные шипы — современные разработки (например, шипы с тремя или четырьмя гранями) для улучшения торможения и ускорения.

По количеству шипов

• Стандартные — до 100–130 шипов на шину (для легковых автомобилей). Число регламентируется национальными стандартами (например, в России — ГОСТ Р 54916-2012).
• С пониженным количеством — 50–70 шипов. Используются для эксплуатации в регионах с мягкими зимами или на дорогах с асфальтовым покрытием, где избыток шипов ухудшает сцепление на сухом асфальте.

По типу протектора

• Скандинавский (арктический) тип — глубокий протектор с крупными блоками и широкими канавками. Предназначен для глубокого снега и льда. Характерен для брендов Nokian, Continental, Michelin.
• Европейский (альпийский) тип — более мелкий протектор с частыми ламелями. Ориентирован на мокрый снег, слякоть и лёд при частых оттепелях. Шипы в таких шинах обычно мельче.

Применение и эффективность

Преимущества

• На льду: сокращение тормозного пути на 20–40% по сравнению с нешипованными зимними шинами.
• На укатанном снегу: улучшение управляемости и устойчивости при разгоне.
• На обледенелых подъёмах: возможность преодоления крутых склонов, недоступных для фрикционных шин.

Недостатки

• Шум: шипы создают характерный гул, особенно на асфальте (до 5–10 дБ выше, чем у «липучек»).
• Износ дорожного покрытия: шипы царапают асфальт, особенно на участках с интенсивным движением. В России это приводит к образованию колеи на трассах.
• Ухудшение сцепления на сухом и мокром асфальте: из-за меньшей площади контакта резины с дорогой.
• Повышенный расход топлива: на 3–7% выше из-за дополнительного сопротивления качению.

Правовое регулирование в России

В Российской Федерации использование шипованных шин регулируется Техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011). Согласно регламенту:

• Шипованные шины разрешены к эксплуатации только в зимний период (с 1 декабря по 1 марта), хотя региональные власти могут изменять эти сроки.
• Запрещена установка шипованных шин на одну ось и нешипованных на другую (за исключением случаев, предусмотренных конструкцией полноприводных автомобилей).
• Шины должны иметь маркировку «M+S» (Mud and Snow) и символ «шип» (горная вершина с тремя пиками и снежинкой) на боковине.
• В 2023 году в России действовал ГОСТ Р 54916-2012, устанавливающий требования к шипам (высота не более 1,2 мм для новых шин, количество — не менее 50 штук на 1 метр длины окружности шины).

Нарушение правил эксплуатации влечёт административную ответственность по статье 12.5 КоАП РФ (штраф 500 рублей или предупреждение).

Критика и ограничения

Основная критика шипованных шин связана с их воздействием на дорожную инфраструктуру. Исследования, проведённые в 2010-х годах в Финляндии и Швеции, показали, что шипы ускоряют износ асфальтобетонного покрытия в 2–5 раз по сравнению с нешипованными шинами. Это приводит к увеличению затрат на ремонт дорог и образованию пыли, содержащей частицы асфальта и металла, что может негативно влиять на здоровье дыхательной системы.

В ряде стран введены полные или частичные запреты:

• Германия: шипованные шины запрещены с 1975 года (кроме случаев крайней необходимости).
• Польша: разрешены только на дорогах с гравийным покрытием.
• Япония: запрещены на автомагистралях в крупных городах.
• Канада: в провинциях Онтарио и Квебек использование ограничено зимними месяцами.

В России дискуссии о возможном ограничении шипованных шин ведутся с 2010-х годов, однако из-за климатических особенностей (длительная зима в большинстве регионов) полный запрет не вводился.

Интересные факты

• Первая в мире шипованная шина для легковых автомобилей — Nokian Hakkapeliitta (1962) — имела всего 80 шипов.
• В СССР в 1970-х годах шипованные шины выпускались под маркой «Я-357» (Ярославский шинный завод) и «К-156» (Кировский завод).
• Современные шипы могут быть съёмными (например, в шинах Nokian Hakkapeliitta 8) — их можно заменить при износе.
• В 2021 году компания Pirelli представила шины с шипами, которые автоматически выдвигаются только при температуре ниже 0 °C (технология Pirelli Winter Ice Zero).

Источники

• Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011)
• ГОСТ Р 54916-2012 «Шины пневматические для легковых автомобилей. Технические условия»
• Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях, статья 12.5
• Исследование Nokian Tyres «Влияние шипованных шин на дорожное покрытие» (2015)
• Отчёт Шведского дорожного управления (Trafikverket) «Шипы и износ дорог» (2017)
• Статья «История зимних шин» в журнале «За рулём» (№ 12, 2019)