Кто изобрел деревянное колесо. Изобретение колеса. Применения диска для уменьшения затрат энергии
В этой истории интересно не только то, кто изобрел колесо, но и то, кто не сумел этого сделать.
Дисковое колесо, то есть без обода и спиц, и тележка были изобретены на 1000 лет позже лодки и весел, приблизительно в середине IV тысячелетия до н. э. В это же время были приручены лошади, используемые в транспортном процессе.
Постепенно конструкция колеса совершенствовалась, и во II веке до н. э. стали появляться первые колеса со спицами, ступицей и гнутым ободом. Еще позже для придания необходимой прочности и долговечности обод сделали металлическим.
Колесо изобрели праиндоевропейцы . К IV веку до н. э. они создали отлично налаженное сельское хозяйство, и численность населения довольно быстро росла. Возникала необходимость в постоянном освоении новых земель. Это известно из сходных мифов древних греков, иранцев и индусов о поисках пахотных территорий. В частности, к ним относят миф об аргонавтах, искавших золотое руно в Колхиде.
Необходимость в освоении новых земель обострилась, когда к середине IV века до н. э. значительно снизилась температура воздуха и одновременно усилилась континентальность климата, что привело к падению продуктивности и надежности сельского хозяйства индоевропейцев. Вначале они мигрировали вдоль рек и иногда для перемещения хозяйственных грузов использовали волокуши и катки, которые, в сущности, были вариантами пахотных орудий, применяемых для сельскохозяйственных нужд.
Именно каток стал прообразом колеса, так как, чтобы он ехал более управляемо, у него делали тоньше серединную часть, например выжигали. Получалось что-то вроде катушки. Потом уже догадались отделить диск от оси.
Ухудшение плодородия земель привело к необходимости развития скотоводства. А это требовало пастбищных земель, которых было много в степях Евразии. Колесный транспорт позволил племенам со скотоводческим укладом хозяйства перейти к кочевому образу жизни. Он обеспечил передвижение с домашним инвентарем, женщинами и детьми на большие расстояния. Отгонно-пастбищному скотоводству была присуща периодичность кочевания, а теперь племена могли не возвращаться на место поселения, двигаясь все дальше и дальше. Так изобретение колеса и повозки резко усилило миграционные возможности праиндоевропейцев, и они расселились по всему евро-азиатскому континенту.
А вот в Америке необходимости в такой мощной миграции не было, да и лошади там были неизвестны. Поэтому стимулы для изобретения колеса отсутствовали, и североамериканская цивилизация колеса так и не дала.
В Киргизии найдены наскальные рисунки, на которых изображается конная повозка: видны два колеса, собственно повозка, лошадь и возница. Композиция рисунка еще вполне примитивная и беспомощная, но как ясно представлены важнейшие детали!
Изобретение колеса способствовало развитию многих ремесел. Оно нашло применение, например, в гончарном круге, мельнице, прялке, токарном станке. Каждое из этих изобретений - настоящая революция.
В нынешнее время диапазон использования колеса огромен. Оно входит в состав практически всех механизмов - от гигантских турбин до крохотных часиков. Без преувеличения можно сказать, что наша цивилизация мчится на колесах.
Кто и когда впервые придумал колесо - одна из самых больших загадок истории. Самое древнее колесо было найдено на территории Месопотамии (область между реками Тигр и Евфрат, на территории современного Ирака)‚ и сделано оно было в 4 тысячелетии до нашей эры, т. е. около 6000 лет назад. Различные грузы до этого перевозились с помощью разного вида саней на полозьях.
Первое изображение колеса было обнаружено на древнейших рисунках. Колеса в те времена представляли собой вырезанные из дерева цельные диски. Повозки на таких колесах были тяжёлыми и неповоротливыми.
Первые колеса со спицами были изобретены на полуострове Малая Азия (самый западный полуостров Азии, ныне принадлежит Турции) в ХХ веке до нашей эры - ради уменьшения веса колеса в нём выпиливали вырезы. В том же веке колесо докатилось до Европы, Индии и Китая. Такие колеса использовались в колесницах для перевозки людей. В Египте их стали применять и для грузов. Наибольшее распространение колеса и различные повозки получили в Древней Греции, а потом и Риме. В Америке, Австралии и Южной Африке колёса и повозки появились только с приходом туда европейцев.
Многие историки считают, что колесо открывали много раз. Гончарный круг, мельничный жернов, водяная мельница и колесо телеги изобретались по отдельности. Пожалуй, трудно найти другое открытие, которое дало бы такой мощный толчок развитию науки и техники.
Хотелось бы написать про историю создания колеса ! Хотя наверное по правильному нужно было сначала написать историю создания колеса , а уже потом «историю рулевого колеса», ну да ладно так получилось уж больно то не ругайте. Итак начнем…….
Древнее колесо с его самой ранний конструкции, которое использовались в керамике (для лепки горшков), сразу стало самым передовым изобретением в те времена. Колесо подтолкнуло, как катализатор, человеческую расу к развитию. Итак я решил прогуляться, так сказать, по эпохам и посмотреть, как же это было!
НАЧАЛО
Ученые пришли к общему мнению и согласились, что примерная дата создания колеса, это 3500 лет до н.э. Место изобретения это район Месопотамии, область на которой сейчас стоит Ирак. Однако только в 3200 году до нашей эры, колесо стали применять для транспортного средства, основное применение это «месопотамские» колесницы.
Также есть мнения, что колесо было создано гораздо раньше, в самом начале эпохи палеолита (15 000 до 750 000 лет назад). Но думать так не очень правильно. В то время, люди использовали бревна, а также овальные, но продолговатые предметы для передвижения больших грузов. Основной проблемой было то, что таких «роликов» при перемещении крупного предмета нужно было очень много. Принцип был прост: предмет ставили на бревна и толкали его, периодически подкладывая вперед очередной ролик (бревно), так предмет медленно но двигался.
Затем человечество решило закрепить два таких ролика (бревна) по краям большой деревянной платформы, в итоге получилось своеобразное траспортное средство. Но у него было много недостатков и оно часто ломалось.
Прошло еще 1500 лет и назрел очередной шаг, эволюции колеса. Необходимо было сделать колесо для более быстрой транспортировки, причем тратя меньше материала. Египтяне приписывают себе, первую реализацию колеса со спицами , было это в 2000 году до нашей эры. Но греки в первые сделали литое деревянное колесо, которое было усиленно металлическими платинами.
Первое почти полностью стальное колесо было замечено на кельтской колесницы в 1000 году до нашей эры. Но это было условно металлическое колесо, скорее всего металлическим был сам круг, а вот спицы колеса оставались деревянные. Деревянными они оставались до 1802 г., когда Ф.Бауэра зарегистрировал патент на первые металлические спицы колеса. Это была крепкая железная проволока которая проходила через обод колеса и возвращалась к середине. Спицы находились под натяжением, что так сказать . Аналог таких колес мы можем сейчас увидеть на велосипедах.
Другим важным открытием в 1845 году, было открытие автомобильной пневматической шины. Которая была запатентована RW Thompson (Р.В Томсоном). Его идея получила усовершенствование в 1888 году, шотландским ветеринаром — Джоном Данлопом. Благодаря плавной езде шины «Данлопа» использовали все велосипеды того времени.
АВТОМОБИЛЬНЫЕ КОЛЕСА
Справедливости ради стоит начать говорить про автомобильные колеса, начиная с 1885 года, когда . На его трех колесном транспортном средстве, были установлены колеса как у велосипеда, с жесткой, не пневматической резиной.
Говоря о пневматических колесах для автомобиля, а не для велосипеда, то первыми людьми были Андре и Эдуард Мишлен, которые впоследствии и обосновали одноименную компанию. А в 1910 году, компания BF Goodrich изобрели шины, как они их назвали «больше жизни», это были высоко-износо-стойкие шины, по сравнению с другими, добились они это путем добавления углерода в резину шины.
Заморские же изобретатели, в частности на модели Ford T использовали деревянные колеса от артиллерии, за которыми последовали в 1926 и 1927 годах сварные спицевые колеса. В отличии от автомобиля Карла Бенца (на жестких покрышках), Америку покорили пневматические шины Данлопа. Однако между теми шинами и сегодняшними существует огромная разница. Те шины были из белой Carbonless резины, и продолжительность их жизни было расстояние в 3000 — 3500 километров. Шина проходила 40 — 60 километров, а затем ей нужен был обязательный ремонт (шины быстро лопались, прокалывались).
Парадоксально, но следующий шаг в эволюции колеса был диск, который очень близок к исходной твердой конструкции колеса. Как и многое в нашей истории, эволюция была вызвана, снижением расходов, так как производство стальных колес было дешевле в производстве. Оправа может быть сделана из прямой полосы металла, и сам диск может быть штампом из листового металла, который выбивался прессом, одним легким движением. Два компонента сваривались друг к другу, и в результате получалось, относительно легкое, жесткое и устойчивое к повреждению колесо. Самое главное его очень быстро можно было производить в промышленных масштабах, и дешево за счет автоматизации процесса.
Возвращаясь к истории, сегодня существуют два основных типа колес, для автомобильной промышленности. Это колеса из стали и колеса из сплавов. Оба вида имеют как плюсы так и минусы. Стоит отметить что стальные колеса так и остались массивными, а вот колеса из сплавов, могут быть легкими с импровизированными спицами. Мы не будем приводить плюсы и минусы тех или иных видов колесных дисков. Однако стоит заметить, что легкосплавные диски, лучше проводят тепло, легче и красивее своих стальных собратьев. Как правило все спортивные автомобили оснащены легкосплавными дисками. Но с другой стороны они менее прочные и более дорогие. Ну да ладно сравнение дисков это не цель данного поста.
БУДУЩЕЕ КОЛЕСА
В обществе уже назрела следующая ступень развития колеса, одним из таких экзотических изобретений стало бескамерное колесо — Tweel, изобретенное компанией Michelin. В 2006 году появляются первые модели Tweel, это не пневматические колеса, состоящие из резиновых протекторов, которые связаны с центром с помощью гибких спиц. Гибкие спицы сливаются с деформируемым колесом, которое поглощает удары и пробои. Michelin утверждает, что даже без воздуха, необходимого в обычных шинах, Tweel соответствует пневматической шине на грузоподъемность, комфорт и устойчивость на опасной дороге.
Хотя Tweel имеет много преимуществ, его конструкция омрачена большой проблемой: вибрация на скорости более 80 км / ч, которая ограничивает современный автомобиль в скорости и соответственно в мобильности.
АКТИВНАЯ СИСТЕМА КОЛЕСА
Концепция, вероятно, самая революционная из всех, она включает все основные компоненты автомобиля в колесо. Хотя это только для электрических машин, АКТИВНАЯ СИСТЕМА КОЛЕСА включает в себя двигатель, подвеску, коробку передач и трансмиссионный вал.
А самые лучшие у нас на АВТОБЛОГЕ!
Статья опубликована 19.05.2014 03:15 Последняя правка произведена 19.05.2014 04:21Без чего, по Вашему мнению, невозможно представить автомобиля. Без двигателя? Верно. Без трансмиссии и подвески? Несомненно. Ну а самое главное без чего его нельзя представить - это без колес. Да, да, да. Раньше даже понятия не имели, что такое колесо. Изобретение простого, на первый взгляд, колеса раньше стало величайшим открытием, которое дало большой толчок в развитии механики и техники.
По находкам, датирующимся последней четвертью 5-го тысячелетия до нашей эры, можно судить, что первое колесо изобрели на территории современной Румынии. Чуть позднее они появились на территориях южнорусских степей Германии и Польши. По информации из других источников, именно на Северном Кавказе и Кубани нашли экземпляры, которые старше колес из Месопотамии. Таким образом можно судить что самое первое колесо появилось именно на Западе.
Превью - увеличение по клику.
Колесо изобреталось постепенно, его предшественником можно считать деревянный каток, найденный в Месопотамии. Он подкладывался под груз, для того, чтобы его проще было переместить. Первые колеса представляли из себя диск из дерева, насаженный на ось и зафиксированный клином. Что подтверждают изображения повозок, датированные 2700 годом до н.э. и найденные в Междуречье и городе Урук. Уже во 2 тысячелетии конструкция колеса сильно меняется. В Малой Азии появляется колесо с гнутым ободом, спицами и ступицей. Кельты для укрепления колес, используемых на колесницах, стали задействовать металлический обод, который уже в современных автомобилях заменен резиновыми шинами.
Изобретение колеса способствовало развитию ремесленничества. Оно активно применяется в токарном станке, прялке, гончарном круге, мельнице. А так же на мануфактуре, рудниках и ирригационных сооружениях.
Статья об истории создания и эволюции автомобильного колеса - экскурс в историю, стальные и литые изделия, взгляд в будущее. В конце статьи - интересное видео о создании колеса.
Содержание статьи:
Не секрет, что такое изобретение, как колесо, является важнейшим атрибутом нашей жизни. Но мало кто знает, что первые колеса появились много тысячелетий назад и служили для лепки горшков и других изделий. После появления подобного предмета в обыденном обиходе жизнь людей стала более комфортной и продуктивной. Колесо послужило своеобразным катализатором, подтолкнувшим человека к новым плодотворным открытиям. Какова же А история создания автомобильного колеса?
Немного истории об автомобильном колесе
Путём продолжительных исследований учёным удалось определить дату пояления первого колеса. Считается, что это произошло примерно 3500 лет до нашей эры, а родиной его стала Месопотамия, на территории которой сейчас расположен Ирак. Но лишь через несколько столетий, в 3200 году до нашей эры, изобретение начали применять как неотъемлемую часть транспортных средств. Именно в те времена появились первые «месопотамские» колесницы.
Однако некоторые ученые придерживаются мнения, что история создания колеса уходит своими корнями намного дальше, и датируют открытие началом эпохи палеолита (от 15 до 750 тысяч лет назад).
Но, скорее всего, в те далекие времена его заменяли обычные бревна и овальные предметы, которые устанавливались под крупные (например, под тушу мамонтов, камни, деревья) для более продуктивной транспортировки. Принцип действия такой технологии был простой: после перемещения объекта на небольшое расстояние очередной ролик укладывали спереди. В результате предмет медленно, но двигался.
Потом люди изобрели новое транспортное приспособление, которое подразумевало соединение двух бревен по краям крупной деревянной платформы. К сожалению, изобретение не оправдало себя из-за многих недостатков и плохой износостойкости.
Через 1500 лет произошло ещё одно изменение в жизни колеса. Перед людьми встала задача создания эффективного приспособления для более быстрой транспортировки грузов и экономии расходуемого материала. В результате появились колеса со спицами. Ученые считают, что родиной колесниц является Древний Египет, но модернизированную версию деревянного изделия нашли и в Греции.
Первый вариант полноценного стального колеса был найден на территории, которую больше 3 000 лет назад населяли племена кельтов. Но в понимании «металлическое» подразумевается стальной круг, а спицы по-прежнему делали из дерева, пока Ф. Бауэр не представил прототип металлических спиц. В их качестве использовалась железная проволока повышенной прочности, проходящая сквозь обод. Для обеспечения хорошего баланса спицы плотно натягивали. Аналогичные изделия до сих пор применяются на велосипедах.
Ещё одно очень важное открытие произошло в 1845 году, когда Р. В. Томсон зарегистрировал патент на первую пневматическую шину для автомобилей. Идею усовершенствовали в конце 19 века, и вскоре такое изобретение появилось на всех велосипедах тех времен. Твёрдая резина усиливала сцепление транспортного средства с дорогой, делая перемещение комфортным и быстрым. Именно в этот период эволюция колеса вышла на совершенно новый уровень.
Колеса для автомобилей
Начиная с 19 века, в развитии науки и техники произошла настоящаа революция. Открытия в разных научных областях заставляли людей искать более оптимальные решения для перемещения. Тогда появились первые прототипы полноценного автомобиля. После выпуска легендарного транспортного средства под названием Motorwagen в 1885 году создатель патента Карл Бенц начал усиленно заниматься разработкой подходящих колес для своей машины. Его трёхколесный автомобиль получил велосипедные колеса, оборудованные более жесткой, не пневматической резиной.
Пневматическую версию представили знаменитые братья Андре и Эдуард Мишлен, которые через некоторое время, стали основателями компании с одноименным названием. Кстати, её продукция пользуется спросом до нашего времени. Кроме того, в1910 году сотрудники компании BF Goodrich реализовали выпуск первых высококачественных шин с большим эксплуатационным сроком и отличной износостойкостью. При производстве в резину добавили определенное количество углерода. Вскоре технологию стали использовать и другие производители автомобильных шин.
На далёком Западе долгое время применялись деревянные колеса от артиллерии, но в середине 20 века их сменили сварные спицевые конструкции. Они устанавливались на автомобилях серии Ford T. И если сравнивать ситуацию с европейскими странами, где большим спросом по-прежнему пользовались жесткие покрышки от Мишлен, то Америку покорили пневматические разработки Данлопа. Но используемые в те времена покрышки существенно отличались от современных - их производили из белой резины Carbonless, а срок службы редко превышал расстояние в 3-3,5 тысячи километров. Но после прохождения 40-60 километров шины нуждались в срочном и долгом ремонте, т.к. их поверхность быстро лопалась или прокалывалась.
Как ни странно, но следующий рывок в эволюционном развитии колес имел сходства с ранее существующей твердой конструкцией. Это объяснялось необходимостью снизить расходы за счет использования изделий из стали. Оправу изготавливали из полосы металла, а диск - из листового металла, который выбивали с помощью прессового оборудования. Затем два элемента приваривали друг к другу для создания лёгкого и устойчивого к интенсивным нагрузкам изделия. Основным плюсом такой технологии стала быстрота, что позволило выпускать колеса в крупных масштабах. Применение автоматизированного производственного оборудования сделало процесс изготовления доступным и массовым.
В настоящее время существует две разновидности автомобильных колес:
- Колеса из сплавов - литые;
- Стальные.
Стальные колеса
Стальные колеса применяются на протяжении долгих лет с момента запуска массового автомобилестроения, и до 80-х годов прошлого века они не имел эффективной альтернативы. Диски изготавливаются на основе прямого куска стали, который поддаётся воздействию пресса для формирования двух половинок будущего колеса. После этого отдельные части соединяются между собой точечной сваркой. В завершении остаётся добавить защитное антикоррозийное покрытие, и всё – диск готов!
Плюсы стальных дисков:
- Основной плюс подобной технологии заключается в невысокой стоимости. Средняя цена изделия отечественного производства равна 500-100 рублей;
- Превосходные пластичные свойства, из-за чего диск принимает всю энергию при столкновении с препятствиями, например, во время езды по пересеченной местности, на себя, снижая воздействие на подвеску и покрышку;
- Ремонтопригодность. Даже сильно деформированный стальной диск можно быстро восстановить. Достаточно провести рихтовку конструкции, и её можно будет использовать снова;
- Интенсивность краж стальных колес относительно невысокая.
- Внушительный вес. Применение стальных листов негативно сказывается на толщине металла, ведь если её уменьшить, износостойкость и прочностные показатели существенно упадут. Тяжелые колеса дают интенсивную нагрузку на автомобиль и вызывают усиленное потребление топлива.
- Непрезентабельный дизайн. Даже применение передовых производственных стандартов не позволяет придать конструкции уникальный дизайнерский вид. Приходится прикрывать некрасивую стальную конструкцию колпаками;
- Непереносимость коррозийных процессов. В частности, такой показатель свойственен бюджетным моделям, выполненным по упрощённой технологии.
Литые диски
При производстве автомобильных дисков из алюминиевых сплавов примеряется технология литья. Отливку проводят тремя различными способами:
- кокильным литьем;
- литьем под низким давлением;
- литьем под противодействием.
Преимущества литых дисков очевидны:
- Отсутствие громадного веса и большой нагрузки на ходовую часть автомобиля. В результате рабочие свойства транспортного средства улучшаются, а интенсивность износа резины существенно падает. Также качественный литый диск предотвращает перегрев тормозных колодок;
- Внешность дисков, выполненных с помощью технологии литья, впечатляет. Если дизайн колёс игрывает для вас важную роль, использование литых дисков - самое лучшее решение.
- Заметную хрупкость конструкции. Если автомобиль столкнётся с каким-нибудь препятствием, вполне вероятно, что диск расколется и станет непригодным для дальнейшего использования;
- Недостаточно хорошие антикоррозийные свойства и образование гальванических пар со стальными элементами конструкции. По-особому это заметно в изделиях из магниевого сплава. Если защитное покрытие уменьшается, то процесс разрушения диска будет происходить намного быстрее.
Взгляд в будущее на колеса для авто
Хотя технологии постоянно развиваются, найти какие-то способы для модернизации автомобильных колёс достаточно сложно. Это объясняется тем, что диски давно получили свою завершенную форму. Тем не менее, некоторые производители подобной продукции продолжают усердно трудится над изготовлением новых колёс и созданием необычных футуристических концептов. В качестве примера можно взять экзотические прототипы от компании "Michelin".
В 2006 году сотрудники известного бренда показали миру свою уникальную разработку - бескамерные колеса, изготовленные по совершенно новой технологии. Они не пневматические, так как полностью состоят из резиновых протекторов и эластичных спиц, которые поглощают удары и другие воздействия, снижая интенсивность износа колёс и подвески.
Ребята из Michelin уверены, что новая технология подарит автомобильным колёсам повышенную грузоподъёмность и высокую устойчивость к езде по бездорожью.
Но масса преимуществ не исключает наличие недостатков. Главный из них заключается в ограничении допустимой скорости до 80 км/ч. После преодоления этого рубежа машина начинает сильно вибрировать.
Все же революционные бескамерные шины Michelin - это новое слово в мире автомобилестроительной отрасли. Но они станут актуальными исключительно для электрических автомобилей.
Видео об истории создания колеса:
