汽车轮胎的隔音降噪是各大轮胎厂商这几年着重发力的方向，随着电动车的普及，轮胎在行驶中带来的噪音变得尤为突出，因此轮胎全方位的降噪，迫在眉睫。雷神轮胎除了在轮胎花纹、耐磨性上下足功夫之外，还用了航天材料多孔聚氨酯，进一步降低轮胎噪音，走入行业领先行列。

1971-1972年，阿波罗15、16、17号三个任务，分别携带一辆月球车，在月面驰骋了一番。

其中阿波罗17号月球车最皮实，在月面累计开了足足35km＋的路程。

这个阿波罗月球车的轮子，我以前一直想当然地以为是橡胶胎，最多是某种高科技橡胶，刚刚一查，并不是那么简单。

在美国国家航空航天博物馆的网站上，我找到了一张阿波罗月球车备用轮的高清特写。

美国国家航空航天博物馆藏品的线上展示图片拍的非常良心，各种局部特写、各种不同打光，甚至把东西拆了挨个拍各个组件。

阿波罗月球车的这个备用轮也被无死角的拍了一遍，看个局部图：

阿波罗月球车的车轮实际上跟橡胶没什么关系。

根据博物馆的展品描述，轮子主体是镀锌钢丝围成的空心结构，此外表面还附着有交错排列的铝条。整体设计考虑是在预期的很软的月球表土上，让轮子尽量不陷进土里。不过后来实际上了发现月球月壤其实没有那么虚软，车轮驶过只会压出一道浅浅的车辙而已。

思路打开了。既然有人驾驶的月球车上有轮子，无人驾驶的月球车们，当然也都有轮子。

首先想到的自然是「嫦娥三号」带上月球的「玉兔」月球车和「嫦娥四号」带上月球背面的「玉兔二号」月球车。它们是冷战后唯二登上月表的月球车了，其中玉兔二号现在还在工作，并已经成为在月表工作时间最长的月球车。

玉兔二号月球车

玉兔月球车的“轮胎”也主要是金属网，也有金属条，不过不是V形交错：

玉兔二号轮子的月表工作照

这个网面上的孔洞明显比阿波罗月球车轮子表面的孔洞更大。据说这样设计的好处是，有月壤和沙粒的话，可以及时漏出去，不大容易在轮子里面积灰。

这样的设计实际上和40多年前（70年代）苏联「月球步行者」计划中的「月球车1号」「月球车2号」非常类似：

采用相同设计但未能发射上天的「月球车3号」

来张特写：

苏联月球车车轮采用和自行车类似的辐条结构。和「玉兔月球车」一样，都有三圈金属轮箍，“轮胎“表面交错排列有凸起的金属条，来增加摩擦力、防止打滑。

有没有月球车的轮胎像地球上那样使用橡胶充气轮胎呢？

1971年的阿波罗14号任务，曾经把一个二轮的手推车带上月球。它就是用了橡胶胎：

阿兰·谢泼德和手推车在月面的合影

地面测试中的手推车和轮胎特写

它的内胎充有氮气，由于在真空环境中使用，只需0.1倍标准大气压就可以让轮胎充足气；作为通过牵引被动前进的二轮车车轮，它不需要额外的摩擦力，因此表面没有花纹。

这样的设计在航天史上，算是一个孤例。

说完月球车，必须得说说火星车们。

我们知道美国已经发展了3代火星车：1997年的旅居者号，2004年的勇气和机遇号，2012年的好奇号和类似设计的2020年的毅力号。

旅居者号、勇气/机遇号、好奇号的轮子对比

好奇号和毅力号的轮子对比

中国「天问一号」携带的「祝融号」也已经加入火星车豪华阵容：

祝融号火星车

一个直观的印象是，火星车们，普遍没有采用在月球上流行的金属网作为轮胎材质。这可能是由于火星上坚硬且不平坦的地表更多，不像月球表面那么多松软的浮土。

祝融在火星vs玉兔在月球压下的车辙

另外火星车轮胎表面花纹也相对较浅，这并不利于增加摩擦力和运动性能——至少对于勇气/机遇号来说，原因来自其着陆方式：火星拥有大气，在着陆过程中会首先使用减速伞进行减速；但火星大气太过稀薄，不足以让火星车降到足够低的速度，因此勇气/机遇号采用了弹跳气囊来完成触地缓冲。为了避免火星车开出气囊老窝、驶向火星表面时，过高的轮胎花纹突起勾挂到气囊材料、影响运动，只得牺牲一点运动性能、采用较浅的花纹。

勇气/机遇号的着陆气囊

好奇号火星车的车轮表面则是覆盖了一层铝片，这层铝片的厚度仅相当于7张纸，提供了类似橡胶轮胎的柔软和弹性。但这层薄薄的铝制“轮胎”在坚硬的火星表面行驶时，也很容易破损：

好奇号工作6年之后，轮胎发生明显破损

为了让火星车车轮更容易适应凹凸不平的火星地表，各国工程师们想了很多种新方案。

例如原本是俄欧合作的ExoMars计划的火星车就采用一种可变形的火星车轮，让火星车不再害怕压石头把轮胎压坏：

ExoMars的轮胎设计

NASA也曾经开发一种多层金属丝网的火星车轮胎，同时提供大负载所需的高强度和压到石子时的韧性：

NASA为火星车开发的“弹簧胎”

至此我们已经完整回顾了人类向太空发射的所有轮子。

其实轮胎和任何产品一样，使用环境和性能痛点决定了设计路线。

地球上的汽车轮胎的使用环境没有月球、火星那么恶劣，但同时对高速行驶下平稳舒适的需求远超时速一两百米的月球车、火星车。

而谈到舒适，就要考虑一个重要的痛点：噪声。

汽车行驶中的噪声分别来自发动机、轮胎与路面的接触以及风阻。从上图可以见到，在大部分中高速的速度区间内，轮胎与路面的接触都是最主要的噪声来源。

在油车时代，因为发动机噪声较大，轮胎噪声还没那么引人注目；但在电车时代，发动机噪声已经大大降低，轮胎如果还是那么大的噪声，就很突兀了。

而胎噪又具体分为两部分：轮胎花纹与地面高频撞击产生的周期性噪声，和无法达到理想平整的路面产生的随机噪声。

路面平整度是另一个话题，对于轮胎制造者来说，可以做的就是在轮胎花纹上下功夫。

例如雷神（TORDNER）轮胎，就利用了一个巧妙的设计，有效降低了轮胎的花纹噪声——优化轮胎的花纹频率。

简单说，如果轮胎花纹只使用单一频率，所有周期性撞击的能量都会集中在这个频率上，制造一个刺耳的噪声峰；而如果可以用多种不同频率的轮胎花纹，就可以把轮胎花纹与地面的周期性撞击能量分散开来，降低噪声峰值。

雷神轮胎使用了5种不同频率的花纹，通过计算机数值模拟对花纹设计进行优化，找到更安静的花纹排列。

而轮胎噪声的另一大来源，是轮胎内部空腔的共振，也就是下图所谓的Tyre Cavity噪声：

雷神轮胎的解决方案是，在轮胎空腔内表面加入多孔聚氨酯吸音层，从源头管控空腔共振噪声的溢出。其他品牌使用这种材料后的售价非常高，而雷神轮胎主打的静悦系列价格亲民，感兴趣的朋友可以看看自家车是否适配。

雷神轮胎使用的多孔聚氨酯又被称作“记忆棉”或“太空棉”，因为其力学特性非常适于减震隔热，在包括航天工程在内的多个工业门类中有广泛应用。而雷神轮胎使用多孔聚氨酯材料的「静音棉」技术，可以将轮胎噪声降低多达 6dB（约4倍）。

自然界中的生物存在多种运动方式：蠕动、蛇行、跳跃、行走……但这些运动方式的效率全都不及人类的伟大发明：轮子。

轮子起源于地球，已经飞向太空、飞往更多星球。在每一个不同的世界、每一种不同的路况，它们都忠于自己的使命：让车辆快速、稳定的前进。

而地球上看似平平无奇的汽车轮胎，也在不断发生新的技术革命，为我们带来更加美好的行驶体验。

这种技术革命并不轰轰烈烈，就像雷神轮胎一样，安安静静、默默发生。

*核心内容转自知乎博主刘博洋