Tại sao lốp không hơi vẫn chưa được sử dụng rộng rãi?

Ý tưởng về loại lốp chống xịt này đã xuất hiện từ thời điện thoại gập còn thịnh hành. Trên lý thuyết, đây rõ ràng là nâng cấp hợp lý mà ôtô lẽ ra đã có từ cả thập kỷ trước. Thế nhưng, giờ đã là năm 2025, và chúng ta vẫn phải chạy xe trên những chiếc lốp cao su bơm hơi truyền thống, vốn được đăng ký bản quyền lần đầu vào năm 1847.

Lốp không hơi là một ý tưởng "xưa như trái đất", vốn đến từ việc bất tiện và khó chịu khi lốp xe truyền thống gặp tình trạng xì hoặc bể, gây nguy hiểm cho người và phương tiện khi lưu thông.

Khái niệm lốp không hơi (non-pneumatic tire/airless tire) không phải là điều gì đó quá mới mẻ. Michelin đã giới thiệu dòng sản phẩm Tweel từ năm 2005. Gần đây, thương hiệu này đã phát triển nguyên mẫu UPTIS (Unique Puncture-proof Tire System) dành cho các mẫu xe du lịch. Goodyear, Bridgestone và một số hãng khác cũng chạy đua phát triển các phiên bản tương tự.

Lợi ích nghe rất thuyết phục: không lo thủng lốp, không nổ lốp, ít phải kiểm tra áp suất và giảm hiện tượng hao mòn không đều. Theo thử nghiệm nội bộ của Michelin, UPTIS thậm chí có thể giúp giảm khoảng 200 triệu lốp phế thải mỗi năm do thủng và xẹp hơi. Thế nhưng, chuyện không đơn giản như vậy.

Michelin UPTIS là phiên bản mới nhất mà thương hiệu đến từ Pháp hướng đến các mẫu xe du lịch với nhiều ưu điểm như giảm hiện tượng thủng lốp hay hao mòn không đồng đều.

Về mặt kỹ thuật, lốp không hơi vẫn chủ yếu dừng ở mức nguyên mẫu. Nguyên nhân đầu tiên nằm ở thiết kế vật lý cơ bản: lốp truyền thống dựa vào áp suất không khí để phân bổ tải trọng và hấp thụ xung lực từ mặt đường. Khi bỏ đi "đệm hơi" này, mọi thứ, từ độ êm ái cho tới cảm giác lái, đều bị ảnh hưởng do lốp không hơi thường cứng hơn. Hiện tại, các nguyên mẫu thường gây ra nhiều tiếng ồn và rung hơn so với lốp truyền thống, đặc biệt khi chạy tốc độ cao.

Một vấn đề khác là nhiệt lượng. Lốp truyền thống tản nhiệt nhờ thể tích khí và cấu trúc bên trong, trong khi thiết kế lốp không hơi (thường gồm các nan hoặc lõi đặc) lại ít khả năng tản nhiệt, dễ dẫn tới hiện tượng "mỏi vật liệu" và giảm hiệu năng. Concept của Bridgestone cho xe tự hành trên Mặt Trăng có thể bền bỉ, nhưng điều kiện ngoài không gian khác xa với việc đi làm mỗi ngày trên mặt đường nóng bỏng.

Các thương hiệu lốp còn tính xa hơn khi ra mắt các bản concept lốp không hơi có thể sử dụng trên mặt trăng. Tuy nhiên, các điều kiện vật lý tại trái đất vẫn còn là thách thức lớn đối với các hãng lốp này.

Khối lượng cũng là một yếu tố quan trọng. Khi không có lớp đệm khí chịu lực, kết cấu của lốp không hơi phải dùng vật liệu cứng và dày hơn, làm tăng trọng lượng không tải (unsprung weight). Điều này gây bất lợi cho độ êm ái và khả năng kiểm soát xe. Michelin đang thử nghiệm UPTIS chủ yếu trên xe điện cỡ nhỏ, vốn có độ phân bổ mô-men xoắn và không gian lắp đặt dễ thích ứng hơn.

Một số thử nghiệm sơ bộ còn ghi nhận lực cản lăn của lốp không hơi cao hơn so với lốp thường, có thể giảm hiệu suất tiêu thụ năng lượng. Nói cách khác, lốp bơm hơi hiện vẫn là giải pháp tối ưu cho xe điện, nhưng lốp không hơi đang dần thu hẹp khoảng cách.

Bên cạnh một số ưu điểm, lốp không hơi còn phải đối diện với nhiều thách thức lớn khi công nghệ hiện đại chưa thể mô phỏng hoàn thuộc tính ấn tượng của lớp đệm khí bên trong các loại lốp truyền thống.

Ngay cả khi công nghệ hoàn thiện, ngành công nghiệp ôtô cũng chưa mặn mà thay đổi. Lý do nằm ở quy mô sản xuất khổng lồ và hạ tầng sản xuất lốp bơm hơi đã được đầu tư suốt nhiều thập kỷ. Việc chuyển sang lốp không hơi đòi hỏi khuôn mẫu mới, dây chuyền mới, và cả chuỗi cung ứng phải thiết kế lại với chi phí không hề nhỏ. Chưa kể, vật liệu tiên tiến và nghiên cứu phát triển cho lốp không hơi cũng tốn kém, dự báo giá bán ra thị trường sẽ cao hơn nhiều.

Mặt khác, các quy chế trong ngành công nghiệp ôtô cũng chưa kịp thích nghi. Nhiều tiêu chuẩn an toàn hiện nay lấy áp suất không khí làm cơ sở. Lốp không hơi sẽ đòi hỏi danh mục thử nghiệm và tiêu chuẩn mới, từ khả năng chịu tải, độ bền, cho đến biến dạng. Theo Cơ quan An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia Mỹ (NHTSA), ngay cả thay đổi nhỏ trên lốp cũng phải qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt trước khi được phép bán ra, khi mà lốp không hơi gần như phải viết lại cả bộ quy chuẩn.

Nếu phải thay đổi kết cấu lốp, toàn bộ khoảng đầu tư vào các dây chuyền lốp truyền thống, cũng như chuỗi cung ứng trên toàn cầu phải được làm mới hoàn toàn, chưa kể các quy chuẩn an toàn tại nhiều quốc gia khác nhau.

Cuối cùng, người tiêu dùng vẫn chưa quá khát khao một cuộc "cách mạng lốp xe". Dù việc thủng lốp gây ra nhiều sự phiền toái, nhưng với việc bảo dưỡng đúng cách, sự cố này khá hiếm gặp. Trong bối cảnh đó, tốc độ cải tiến của công nghệ lốp không hơi bị kéo chậm lại.

Có thể một ngày nào đó, xe hơi sẽ mặc nhiên sử dụng lốp không hơi, xóa bỏ hoàn toàn nỗi lo về nguy cơ nổ lốp. Thế nhưng, ở thời điểm hiện tại, công nghệ này vẫn chỉ dừng lại trong phòng thí nghiệm, chờ đến khi kỹ thuật, quy định và nhu cầu thị trường cùng hội tụ để trở thành hiện thực.