Колесо: Уникальное изобретение человека | Интересные факты про колесо

 

Всем привет, вы на канале «Вещь» и мы будем говорить об истории возникновения обычных для нас вещей! Много ли мы знаем о вещах, которые нас окружают в повседневной жизни? Скорее всего, не очень, и поэтому мы попытаемся разобраться в этих простых вещах. Поехали…

И наша сегодняшняя простая история о самом важном изобретении человека – колесе. Кто, когда, зачем и почему его изобрел? Давайте разбираться! Поехали…

Что нам говорит Википедия? Что колесо — это движитель, да да именно движитель свободно вращающийся или закреплённый на вращающейся оси диск, позволяющий поставленному на него телу катиться, а не скользить. Широко применяется для транспортировки грузов, повсеместно используется в различных механизмах и инструментах. Непонятно и поэтому начнем с истории там было все попроще.

Это величайшее изобретение Хомо Сапиенса, и так просто юному человечеству его было не придумать. Ведь колеса в природе нет, и ничто не могло натолкнуть первобытных людей на его изобретение. Все первобытные технологии шли от природных приспособлений, например, палка стала копьем, кусок кремня ножом, раздвоенная палка стала вилами или вилкой, но это другие истории. А в качестве природных аналогов колеса можно назвать разве что паука, сворачивающегося в шар, или тоже перекати-поле.

Но и это колесом назвать сложно, поэтому это – выдуманный артефакт человека разумного…

Удивительным фактом является то, что колесо по мнению ученых впервые вошло в человеческую жизнь не как средство для упрощения дислокации. Примерно 6000 лет назад появились первые деревни оседлых фермеров вдоль рек, как следствие появились и ремесла, и тогда же шумеры был такой народ в Месопотамии сейчас это современный Ирак придумали гончарный круг, чтобы лепить горшки. Это пока не колесо, но круг вертится вокруг своей оси и начало появления нашей сегодняшней вещи положено! Также колесо использовалось в конструкции прялки. Оно ускоряло и упрощало процесс создания пряжи. Позже к конструкции добавили педаль и так, получилась, самопрялка.

Со временем вдоль рек начали образовываться целые города и, что логично, между ними начала развиваться торговля. Чтобы перевозить большие грузы по воде, люди придумали лодки и плоты. Но оставалась проблема перевозок по суше, ведь на плечах много не утащишь. Тогда-то, кстати, люди приручили тягловых животных – коней и быков, они могли взваливать на свои спины намного больше веса, чем люди.

Человеку всегда было всего мало, да и людей становилось больше потребности росли и люди быстро достигли предела в весе, который можно было перевезти с помощью животных. Пришлось снова призадуматься. И тогда они придумали первый в мире транспорт – сани на полозьях. Правда, на санях много не наездишь. Со временем они стираются и можно поцарапать мягкие места и тогда неизвестный современной науке шумерский инженер увидел гончарный круг.

А может и не круг. Предшественником колеса еще можно считать известный до этого деревянный каток, который подкладывался под перемещаемый груз.

 

 

Так, пять с половиной тысяч лет назад в Шумере, и появилось первое колесо вместе с телегами и животными, которые их тащат.

Первые колеса человечества крепились намертво к оси и вращались вместе с осью. Колесо представляло собой деревянный диск, насаженный на ось и зафиксированный клином. Изображения салазок с колёсиками (3000 г. до н. э.) найдены в Месопотамии. К 2700 году до н. э. там же появляются рисунки повозок. В это же время шумеры начинают хоронить своих царей вместе с колесницами. Эти погребения найдены в Кише, Уре, в эламском городе Сузы. Телеги людей были сразу четырехколесными, и жизнь Древнего Мира ускорилась в сотню раз.

Во II тысячелетии до н. э., конструкция колеса совершенствуется: на Южном Урале появляется колесо со спицами, в Малой Азии — со ступицей и гнутым ободом. Позднее, в I тысячелетии до н. э., кельты для увеличения прочности колёс своих колесниц стали применять металлический обод, который в промышленную эпоху в большинстве транспортных машин был заменён резиновыми шинами для амортизации.

Изобретение колеса и колесных транспортных средств – повозок или тележек, которые поддерживаются и перемещаются с помощью круглых колес, – оказали глубокое влияние на человеческую экономику и общество.

Теперь грузы и люди перемещались на более далекие расстояния, а глобальные торговые сети между первыми цивилизациями значительно расширились. Теперь уже нет необходимости строить города рядом с огородами и полями, не надо держаться вблизи рек с системой орошений и лодок для речных перевозок. Человечество двинулось в горы, равнины, леса и стало завоевывать планету уже на другом уровне!

Кстати, все, что я сказал про создание колеса шумерами, мы сможем смело применить почти ко всей Планете Земля. Ведь колесо практически одновременно появилось на Востоке, в Европе и Азии, и археологи доказали это. Необъяснимо на факт.

Например, в Польше был найден горшок с изображением телеги возрастом 5500 лет. На Дунае найдены глиняные модели повозок возрастом 5 000 лет, а в Англии найдены следы колес на дороге возрастом 6 тысяч лет. Да, и в России в курганах нашли телегу ненамного моложе – возрастом 4800 лет.

Лишь в первых цивилизациях Южной Америки не было колеса. Из-за горного рельефа, отсутствия лошадей и других тягловых животных там не использовали телеги для перевозок, а использовали горных лам. Также до прихода европейцев колеса не знали коренные народы Австралии и южной Африки.

Важное значение колеса в хозяйственной сфере отразилось в его метафорическом обожествлении в виде «Вечного возвращения» и реинкарнации. В различных культурах колесо является символом движения солнца, в буддизме оно символизирует закон и истину, симметрию и совершенство Дхармы, мирные перемены. Крылатое колесо ассоциируется со скоростью, колесо колесницы — с правлением и властью. В древнегреческой и древнеримской мифологии колесо с шестью спицами — это атрибут Зевса. Колесо является атрибутом Тараниса, кельтского божества-громовержца.

Движущееся колесо является древним символом, означающим цикличность и повторяемость. В качестве примера можно привести индийскую систему чакр и китайский символ «Инь и ян». Колесо служило символом солнца в древнем Египте. А вот в древнем Тибете колёса были запрещены к применению в повседневной жизни так-то усложнить себе жизнь может не каждый народ.

Но не все так радужно в истории колеса. Кроме прогресса и помощи человеку, эта вещь стала технологией смерти. Императоры и цари получили в свое распоряжение колесницы и обозы, которые, в свою очередь, смогли перемещать тысячи солдат и продовольствия на сотни километров. Именно колесо подхлестнуло расширение империй, и даже самый отдаленный город или цивилизация мира стали теперь беззащитны. Именно колесо создаст такие империи как Древний Египет и Ассирию, а фаланги Александра Македонского дойдут до Афганистана и Индии.

Изобретение колеса способствовало развитию множества ремёсел. Оно применялось в ирригационных сооружениях, на мануфактурных фабриках и рудниках. Без шестерёнок невозможна работа многих механизмов. К ним относятся часы, будильники, водяная и ветряная мельницы, замки, шлюзы, фуникулёры и многие другие. Изобретение колеса дало толчок к развитию науки в целом

Тяжело поверить, но появлению своего первого двигателя человечество тоже обязано колесу. Первым и самым простым двигателем на нашей планете стала именно водяная мельница. Она использовала поступательное движение воды для помола зерна. Данное изобретение в разы упростило процесс изготовления муки. Позже водяное колесо превратилось в настоящий основной двигатель всей мануфактурной промышленности. Занимательным фактом также является то, что КПД такой водяной мельницы составляет примерно 70-90 процентов, что приближается к результатам турбин, которые используются в настоящее время.

Колесо смогло найти себе активное применение и в физике. Одно из основных устройств в физике блок, стал возможет только благодаря изобретению колеса. Блок представляет собой колесо с желобом, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускают веревку, трос или цепь. Такое простое со стороны изобретение позволяет получить потрясающий результат. Огромное распространение колесо получило в механике. Например, такое гениальное изобретение, как шестерни, используются во многих механизмах, по сей день. За примером, необязательно далеко ходить, простые механические часы практически полностью состоят из систем шестерней и шарниров. Знаменитое изобретение Архимеда винт было создано тоже под впечатлением от устройства колеса. Стоит ли напоминать, что винты используются в нашем мире повсеместно.

Эволюция колеса напрямую связана с эволюцией дорог. Колесные повозки не могли двигаться по пересеченной местности. Сначала дороги прокладывали между поселениями и местами, где проводились работы – например, между полем и деревней. Впоследствии дороги стали соединять различные населенные пункты.

Огромный шаг в технико-технологической эволюции колеса произошел в XIX веке, когда появились первые пневматические шины. Первым изобретателем шины принято считать Роберта Томпсона. Шина Томпсона состояла из камеры и наружного покрытия. Камера изготавливалась из нескольких слоев обычной парусины, пропитанной и покрытой каучуком. Наружное покрытие шины делалось из кожи и крепилось с помощью заклепок. Томпсон оборудовал экипаж воздушными колесами и провел испытания, измеряя силу тяги экипажа. Особо отмечались бесшумность, удобство езды и легкий ход кареты на новых колесах.

После смерти Томпсона в 1873 году, его изобретение было забыто. В 1888 году Джон Данлоп сделал сплошные деревянные колеса для детского велосипеда, с желобом на наружной поверхности, из старого резинового фартука склеил трубки, соединил их концы и надел на колеса. Сверху Данлоп покрыл каждую камеру полосой полотна, края которого прибил гвоздями к колесу. В камеры вклеил отрезки тонких резиновых трубок и накачал через них воздух.

Через два года Чарльз Кингстон Уэлтчем отделил камеры от покрышки и для увеличения прочности и упругости шины предложил вставлять в ее края проволочные кольца и сажать их на обод, с углублением к центру. Последнее открытие дало изобретению Данлопа путь к применению пневматических шин на автомобилях.

Тогда же англичанин Бартлетт и француз Дидье изобрели вполне приемлемые способы монтажа и демонтажа шин. Всё это определило возможность применения пневматической шины на автомобиле. Первыми, кто стал использовать пневматические шины на автомобилях, были французы Андре и Эдуард Мишлен, которые уже имели достаточный опыт в производстве велосипедных шин.

Шины первых автомобилей напоминали велосипедные – имели очень небольшую ширину и высоту профиля.

Потребовалось много лет постепенного совершенствования конструкции пневматической шины и способа ее изготовления, прежде чем она окончательно вытеснила литую резиновую. Стали применяться все более надежные и долговечные материалы, появился в шинах корд – особо прочный слой из упругих текстильных нитей.

В середине ХХ века начинается освоение и исследование космоса, соответственно, возникает потребность эксплуатации колес в новых условиях.

Так в середине 50-х годов появилась новая разработка в конструкции шин. Основной особенностью новой шины, предложенной фирмой «Мишлен», был жесткий пояс, состоящий из слоев металлокорда. Нити корда располагались радиально от борта до борта. Такие шины получили название радиальных.

А в наши дни Достижения химии полимеров позволяют применять для изготовления колёс автомобиля неметаллические материалы, в частности полиуретан. Следует отметить, что в настоящее время разработкой колёс и шин из полимерных материалов занимаются ведущие мировые автомобильные компании. Преимуществами таких шин является устойчивость к механическим повреждениям это проколы и порезы, поскольку в них нет герметичной камеры поэтому меньшее сопротивление качению, что позволяет экономить до 10% топлива плюс к тому ниже нагрев и как следствие, увеличение срока эксплуатации шины да сырья при производстве тратиться меньше.

В последние годы было предложено несколько нестандартных безвоздушных колес. Например, студенты инженерного колледжа Чарльза Дэвидсона при университете Сан-Хосе изобрели мотоцикл Spherical Drive System со сферическими колесами. Эти Колеса могут вращаться в любом направлении и при необходимости развернуться буквально на месте.

В 2004 году компания Audi разработала концепт-кар, Audi RSQ, специально для фильма «Я, робот». Автомобиль имеет скрытые внутри крыльев сферические колеса – такое транспортное средство может двигаться в любом направлении в любой момент времени без необходимости выполнения сложных маневров для разворота, то есть имеет шесть степеней свободы. Был создан аналог данного автомобиля, наглядно показывающий принципы работы сферического колеса из детского конструктор Lego.

В 2011 году группой инженеров под руководством профессора Сигео Хиросе из Токийского технического института в рамках совместного проекта с Японским агентством аэрокосмических исследований разработан робот-вездеход), на который установили колеса с металлическими упругими спицами. Данная конструкция колеса позволяет роботу перемещаться по горизонтальным и наклонным поверхностям с различного рода неровностями.

Гранулированные колеса – разработка ученых из канадского университета Макгилла. За основу была взята идея беспалого робота, который с легкостью захватывает любые предметы, не повреждая их. Колеса, наполненные мелкими твердыми гранулами, и они легко обтекают любые возникающие на пути объекты, что приводит к увеличению площади пятна контакта и улучшению тягового усилия, бокового сопротивления.  Гранулированные колеса проходят по местности любого рельефа, форсируют даже объекты, чьи габариты превосходят размеры самих шин; увеличивают сопротивление качению, что снижает вибрацию корпуса; способны работать в условиях сверхнизких температур.

Примеры использования колеса в нашей жизни можно приводить бесконечно долго. Мы уже не можем представить наш мир без колеса. Так как оно очень прочно вошло в нашу жизнь. Достаточно добавить, что вряд ли бы человек добился такого научно-технического прогресса без этого чуда инженерной мысли. И по моему мнению, изобретение колеса особенно важно тем, что это было первое изобретение человека, которое он не скопировал из окружающего мира. Это было нечто сделанное своими руками, нечто новое, показывающее творческое начало человека. И сейчас, важно не забывать о том, с чего все начиналось, ведь только хорошо овладев базовыми знаниями можно открыть что-то новое.

А кому было интересно пишите в комментариях о какой вещи мы поговорим в следующем выпуске? Смотрим, слушаем, комментируем и подписываемся, чтобы знать о простых вещах ещё больше! С вами был канал «Вещь» …