Кто изобрел велосипед с квадратными колесами
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
И снова здравствуйте! Сегодня я вам расскажу об одном из самых оригинальных и значимых в велосипедной истории велосипеде. Причем, это первая подвижная конструкция, которая первая в мире получила название "велосипед". А жители его окрестили "пенни-фартинг", что за ним и закрепилось.
В общем, запрыгивайте и держитесь крепче, чтобы не свалиться на первых же метрах.
Собственно, это была единственная проблема такого типа велосипедов. Забираться и слазить на седушку, расположенную почти в полутора метрах от земли было достаточно сложно, поэтому велосипеды были небезопасными. В остальном, были сплошные преимущества для дорожных условий середины XIX века.
Многие изобретатели пытались произвести революцию в дизайне и удобстве использования первых велосипедов. Результатом этих усилий стали велосипеды, имеющие очень большое переднее колесо, на котором размещались сиденье и комплект педалей, и заднее колесо меньшего размера, предназначенное стабилизации конструкции.
Такой дизайн велосипеда имел много преимуществ по сравнению с другими велосипедами или привычными лошадьми в то время. На неровных поверхностях было приятнее ездить и это было быстрее. Несмотря на то, что они были опасны для вождения, их способность легче путешествовать по неровной местности, булыжникам, камням, колеям, сделала его очень популярным в городской среде, где их в основном водили мужчины, у которых было достаточно денег для такого экстравагантного вида транспорта.
Еще такие велосипеды были очень шумными при передвижении— красивая куча железа грохотала по мостовым крупных городов. Несмотря на это неудобство, популярность велосипедов была настолько огромна, что горожанами устраивались массовые прогулки аристократов(на манер теперешней критической массы) и даже проводились спортивные состязания, гонки.
А затем примерно в 1880-ых годах наступил закат эпохи "пенни-фартингов". Джон Кемп Старли презентовал Rover Safety Bicycle — концепт того, на чем мы все теперь ездим — цепной вел с одинаковыми колесами и горизонтальной рамой. А Джон Данлоп подарил миру пневматическую шину, которая с комфортом пересекала неровности и для этого необходимость в больших колесах отпала насовсем. И остались оригинальные велосипеды в музеях, да в частных коллекциях. Их время прошло.
Хотя, зная нашу тягу ко всему оригинальному, велосипеды никогда за все прошедшее время не исчезали с улиц и из умов велосипедистов. Клубы фанатов и спортивные секции именно "пенни-фартингов" существуют до сих пор. Причем это направление даже пытается как-то развиваться и изобретатели пробуют осовременить концепцию данного типа, пытаясь придумать практичные вещи в флером ретро.
Например, дизайн-студия Ding3000 в сотрудничестве с BASF решили вспомнить легендарную идею и воплотили ее в данном концепте. Вел имеет модный ныне электрический мотор, встроенное светодиодное освещение и стойкий к проколам термопластичный полиуретан вместо традиционных покрышек. Но пока это всего лишь концепт. Пусть и полностью функционирующий.
А для фанатов путешествий и офф-роуда компания Zebra, которая славится своими нестандартными идеями превратила "пенни-фартинг" в крутой подвес на карбоновой раме. Выглядит сумасшедше, и мне кажется, если походник с одной из предыдущих фотографий получил бы в свое распоряжение такой экземпляр, то он бы вообще из кругосветок не вылазил.
Вот такой уникальный велосипед существует на свете уже 150 лет и имеет армию поклонников. Да и вы вряд ли останетесь равнодушными, если кто-то мимо вас проедет как минимум вот в таком виде.
Спасибо за внимание и до новых покатушек!
Ваш, мистер Оттер
Оставляйте свои комментарии, подписывайтесь на канал и ставьте лайки! Не пропустите все самое интересное!
Колесо может быть только круглым. И никаким иначе. Но это не правда. Колесо может быть треугольным, шарообразным, шестиугольным, овальным. А ещё оно бывает квадратным. Для чего нужно квадратное колесо?
Колесо – одно из фундаментальных изобретений человечества. Благодаря ему люди сделали огромный скачок в своём технологическом развитии. Без колеса была бы невозможна современная человеческая цивилизация.
Почти всю свою историю колесо имело круглую форму. Но начиная с XIX века инженеры стали переосмысливать это фундаментальное изобретение. Колесо обрело новые формы. Наиболее популярным в наше время является квадратное колесо. Для чего оно нужно?
Как средство передвижения
Колесо круглой формы идеально подходит для передвижения по ровной поверхности. Но на ухабистой неровной поверхности у него возникают проблемы, которые он преодолевает с горем пополам. А вот перед сложно пересечённой местностью с большим количеством неровностей круглое колесо и вовсе пасует. Как бы не парадоксально не прозвучало, но квадратные колёса гораздо лучше подходят для сложно пересечённой местности.
Квадратные колёса, благодаря остроугольным граням, обладают гораздо лучшим сцеплением, чем круглые. Особенно хорошо себя они чувствуют на наклонных плоскостях в горной местности. Правда, на сегодняшний день никаких серийных внедорожников с квадратными колёсами не появилось. И для этого есть несколько причин.
Во-первых , у квадратных колёс низкая износостойкость. Остроугольные грани испытывают очень большие нагрузки. Поэтому квадратные колёса быстро выходят из строя.
Во-вторых , для преодоления сложно пересечённой местности уже существуют другие механизмы. Например, гусеницы. Зачем менять хорошо зарекомендовавшие себя механизмы на что-то новое? В общем, пока машины с квадратными колёсами живут лишь в гаражах редких автолюбителей. До конвейеров автопредприятий им очень далеко.
Однако механизмы с квадратными колёсами всё же используются в современной жизни. Например, велосипеды.
Необычные велосипеды с квадратными или квадратообразными колёсами можно увидеть на различных велошоу. Изредка находятся велолюбители, которые используют необычный велосипед в качестве повседневного средства передвижения.
Для развлечения
Но более всего квадратные колёса востребованы в развлекательной индустрии. Механизмы с квадратными колёсами можно встретить в парках отдыха, на детских площадках, аттракционах.
Как правило, речь идёт о велосипедах с квадратными колёсами. Посетителю предлагается проехать на необычном велосипеде по бугристой поверхности, похожей на лежневку.
Также необычной конструкции велосипеды можно встретить в интерактивных музеях, где практикуется живая демонстрация принципов действия законов физики.
Что ж, спасибо за внимание. А что вы думаете по поводу квадратных колёс. Какое им ещё можно найти применение?
Кто придумал колесо? В 60-х годах минувшего века был снят фильм с таким названием. Сейчас трудно вспомнить, дал ли он ответ на этот вопрос. Да и вряд ли кто-нибудь вообще знает, кто был первым изобретателем этого важного предмета.
Но инженерная мысль не дремала, и повозка вскоре превратилась в гораздо более удобный каток, который не требовал применения рычагов, его можно было катить вручную.
Дальнейшее развитие
К началу второго тысячелетия до новой эры колеса уже оснащались гнутым ободом и ступицей, деревянными спицами. Тысячелетия спустя, чтобы повысить прочность наружной части обода, его стали обивать металлическими полосками.
Первые колесницы
Грузы грузами, но человеку хотелось иметь и транспортные средства для своего передвижения, и через какое-то время они возникли в виде первых колесниц. Запряженные ослами, буйволами или мулами, они служили транспортом лишь людям зажиточным да военным.
Кстати, чаще всего колесницы использовались именно в ходе военных кампаний в странах Междуречья, Египте и др.
Все еще до нашей эры, но уже в Европе, продолжалось дальнейшее развитие колеса. Кельты первыми стали делать металлический обод, а затем и полностью колесо.
Колеса новых времен
Такими колеса оставались много столетий, не развивая свою конструкцию дальше. Новое усовершенствование – шины – появилось лишь в XVIII веке. Поначалу они были парусиновыми, значительно позже их стали делать из резины.
Можно сказать, что изобретение и совершенствование колеса явилось самым эпическим открытием на земле. Благодаря ему практически произошла транспортная революция, к которой в XIX веке подключились железная дорога со своими паровозами да вагонами, а также речной транспорт с первыми колесными речными пароходами.
А когда началась автомобильная эра, конструкция колеса стала совершенствоваться постоянно.
Колеса для автомобилей
Автомобильными колесами в конце XIX века наряду с выпуском автомашин занялся инженер Карл Бенц. Этот автомобиль, к сожалению, не сохранившийся для истории, больше был похож на велосипед о трех колесах, но зато эти колеса были резиновые.
Изобретение диска
Эволюция колеса продолжилась с изобретением диска. Он появился благодаря расчетам, которые показали более низкие затраты на его производство.
В процессе производства обод легко преобразовывался в прямую металлическую полосу, а сам диск не менее быстро штамповался из листа металла. Затем оба элемента соединяли при помощи сварки или же скрепляли каким-то другим способом.
В результате получалось колесо, характеризующееся легкостью, жесткостью, устойчивостью к повреждениям и, что немаловажно, доступностью.
Основные типы колес
В нынешние времена автомобили комплектуются двумя основными типами колес. Их производят из различных сплавов стали, благодаря чему они отличаются большей легкостью и прочностью, чем прежде. Колеса выпускают и литыми, и оснащенными спицами.
НА ЗАМЕТКУ! Автомобили, укомплектованные литыми дисками, хорошо управляются и имеют более долговечную тормозную систему. Да и на вид они более привлекательны по сравнению со стальными. Но и стоят они гораздо дороже последних.
Колеса из будущего
Все деформации колеса передаются на эти спицы, что помогает амортизировать удары.
Специалисты считают, что при всем множестве плюсов эти шины обладают одним большим недостатком: авто, укомплектованное ими, набирая скорость свыше 80 км/ч, подвергается сильной вибрации. К тому же говорят, что они годятся сугубо для электромобилей.
Колеса-оригиналы
Мы привыкли, что классическая форма колеса – круглая. В общем-то, и представить нечто другое сложно. Однако предлагаем ознакомиться и с оригинальными по форме колесами.
Мистика и сакральная символика
Образ колеса по-своему обогатил древние культуры многих народов, создав своеобразную символику. Так, в древнеиндийской философии оно являлось знаком бесконечности инкарнаций – циклов жизни и смерти, вечного пути, совершаемого живыми существами.
Когда хотят подшутить над неудачливым изобретателем, часто говорят ему, что он изобрел квадратные колеса. Мы слишком привыкли к тому, что колесо должно быть круглым. Картина, например, современного автомобиля, несущегося на квадратных колесах, не может не вызвать у нас улыбки. Прекрасная и неисчерпаемая тема для юмористов.
Все-таки почему колесо обязательно должно быть круглым? С самого начала рассказа мы исходили из того, что колеса действительно круглые, и рассматривали различные свойства круглых колес. Но тот, кто читал внимательно, легко вспомнит, что мы ни разу даже не пытались доказать необходимость круглой формы.
Говоря о качении, мы только подчеркивали замечательное свойство такого движения, а именно то, что точка соприкосновения двух катящихся поверхностей остается неподвижной относительно обеих поверхностей.
Все это верно, но опять-таки никто не сказал, что катиться обязательно должна окружность. Разве нельзя катить по плоской поверхности стола, к примеру, куриное яйцо?
Так что же, делать автомобиль с квадратными колесами? Цу, так уж сразу, наверное, не надо. А с другой стороны, кто-нибудь из вас пробовал подняться на автомобиле или хотя бы на велосипеде по лестнице? Нет? И не пытайтесь. Вряд ли подобный эксперимент закончится благополучно. А вот автомобиль с квадратными или, точнее, с почти квадратными колесами просто незаменим для езды по лестницам. Если хотите в этом убедиться, посмотрите на рисунок.
Ну, а теперь серьезно. Рассматривая различные причины возникновения трения качения, мы обсуждали и такую: под давлением груза плоская поверхность дороги изгибается и как бы принимает форму колеса. Подобное явление мы расценивали как безусловно вредное, поскольку оно увеличивало силу трения качения, а следовательно, и затраты наших усилий на перемещение груза. Но по ходу нашего рассказа мы уже не раз пытались обратить на пользу, казалось бы, вредные явления. Попробуем поступить так и сейчас.
Итак, дорога принимает форму колеса — и это плохо. Попробуем поступить наоборот, а именно: заставить колесо принимать форму дороги. Мы не однажды сетовали на неровности — бугорки и впадины, являющиеся причиной обоих видов трения. Для того чтобы избавиться от трения скольжения, мы придумали колеса с шарикоподшипниками. А вот избавиться от трения качения нам пока не удавалось.
Сделаем теперь колесо, внешняя поверхность которого способна принимать форму дороги. Говоря конкретнее, сделаем колесо с упругой внешней поверхностью, а еще конкретнее — колесо с резиновой шиной, наполненной воздухом. Что происходит, когда такое колесо катится по неровной дороге? Давайте посмотрим на рисунок.
На пути колеса — бугорок. Вместо того чтобы подниматься на этот бугорок и тащить за собой экипаж, поверхность колеса продавливается, как бы обволакивает бугорок, а экипаж продолжает двигаться по горизонтали. Если на пути встречается впадина, все происходит наоборот: в соответствующем месте поверхности колеса как бы надувается пузырь, заполняющий впадину.
Всем известно, что экипаж на резиновых надутых воздухом шинах меньше трясет. Но, оказывается, у резиновых шин есть и другой смысл: уменьшается трение качения. При несколько более серьезном анализе истинная причина уменьшения трения качения выступает в следующем виде. Когда колесо накатывается на бугорок, оно сжимается. Вообще-то говоря, на то, чтобы сжать упругое колесо, нужно затратить определенное усилие, и это усилие требуется от кого-то или от чего-то, являющегося причиной движения, то есть от человека, толкающего экипаж, или от двигателя.
Говоря совсем серьезно, чтобы сжать упругое колесо, нужно затратить на это энергию. Но когда колесо съезжает с бугорка, оно распрямляется и запасенная в нем энергия возвращается экипажу. Значит, при распрямлении колеса возникает дополнительное усилие, как бы отталкивающее экипаж от бугорка. Поэтому при езде на резиновых шинах по дорогам с небольшими неровностями сила трения качения в общем случае уменьшается.
Как видите, можно использовать не только квадратные, но и вообще колеса, непрерывно изменяющие свою форму в зависимости от состояния дороги. Такой способ годится лишь при езде по дорогам с небольшими неровностями. Оно и понятно, если неровности так велики, что колесо полностью умещается во впадине между двумя бугорками, вряд ли удастся изменить его форму в столь большой степени.
Рассмотрим еще один интересный пример применения некруглых колес. Мы уже говорили, как трудно сдвинуть с места тяжелый железнодорожный состав даже на горизонтальном пути. А теперь представим себе локомотив, поднимающийся в гору. Ему приходится преодолевать не только силу трения качения, но и дополнительную силу, необходимую для того, чтобы поднимать вверх и самого себя, и прицепленные вагоны.
Обойдемся пока без вагонов. Пусть в гору поднимается один локомотив. На рисунке показано, что происходит в этом случае. Сила, которую мы называем весом (она всегда направлена вертикально вниз), как бы делится на две части. Одна часть идет перпендикулярно пути, продолжает давить на рельсы, а вторую часть, направленную параллельно пути, и нужно преодолеть, чтобы локомотив двигался вверх. Для тех, кто уже знаком с механикой, картина хорошо знакома. Это так называемый параллелограмм сил.
Если путь наклонен по отношению к горизонту на сорок пять градусов, часть веса, давящая на рельсы, будет равна той части, которую должен преодолеть двигатель локомотива. Дело даже не в двигателе. Локомотив движется, отталкиваясь колесами от рельсов. Колеса отталкиваются за счет трения скольжения. Но мы уже говорили в самом начале, что коэффициент трения ни при каких условиях не может быть больше единицы. Следовательно, сколько ни подсыпай песку под колеса, локомотив с круглыми колесами не сможет двигаться вверх, если угол уклона равен (или больше) 45°.
Именно поэтому при строительстве железных дорог затрачиваются огромные усилия и средства на создание насыпей. Это необходимо, чтобы железнодорожный путь не имел слишком крутых подъемов и спусков.
Как быть, если надо поднять груз на вершину горы? Часто поступают так: используют не гладкие рельсы, а рельсы, имеющие форму своеобразной лестницы. Что происходит в этом случае, хорошо видно из рисунка.
Колеса не катятся по рельсам, а как бы взбираются по ним, переступая с зубца на зубец. Колеса подобной формы получили название зубчатых, а рельсы — уже не рельсы, а зубчатые рейки. Здесь для отталкивания колеса от рельсов совсем не используется трение, в том числе и трение скольжения. Зубец колеса давит на очередной зубец рейки, причем таким образом, что сила этого давления направлена вертикально вниз или под достаточно малым углом к вертикали. Иными словами, сила давления зубца колеса на зубец рейки почти полностью уравновешивает вес поднимаемого груза.
И вот тут возникает одна интересная задача. Поднимать груз в гору и без того тяжело. Поэтому хотелось бы не затрачивать дополнительные усилия на преодоление трения скольжения. Иными словами, хотелось бы, чтобы поверхность зубца колеса катилась бы по поверхности зубца рейки.
Ну, что — неразрешимая задача? Ведь мы только что договорились, что в нашей конструкции ничто ни по чему не катится, а зубцы просто отталкиваются друг от друга. А теперь желаем, чтобы они еще и катились друг по другу. И все же оказывается, что Двум, на первый взгляд, столь противоречивым требованиям можно удовлетворить. Правда, от читателя мы ждем теперь, что он проявит максимум воображения.
Вспомним основное свойство качения. Мы говорим, что одна поверхность катится по другой в том и только в том случае, если две соприкасающиеся точки, как говорят инженеры, профилей этих поверхностей оставались неподвижными друг относительно друга.
Поставленное нами требование распадается на два самостоятельных. Первое состоит в том, чтобы профили поверхностей зубца колеса и зубца рейки соприкасались в одной-единственной точке так же, как соприкасаются окружность и плоскость. Этому требованию удовлетворить относительно просто. Нужно сделать профили поверхностей зубцов криволинейными и выпуклыми. Это ясно из рисунка.
Второму требованию к относительной неподвижности соприкасающихся точек удовлетворить труднее. И все же попробуем это сделать. Возьмем и привяжем наши точки к нитке. Вот теперь читатель уже окончательно потерял терпение — ведь речь идет о мысленных точках, в которых соприкасаются геометрические кривые. Как можно привязать мысленную точку к нитке?
Но и нитка тоже может быть мысленной. А в общем, давайте попробуем. Вспомним только, что наше колесо, хоть оно и не круглое, все же остается колесом в том смысле, что оно вращается вокруг оси. Наденем на ось катушку, если угодно, тоже мысленную, и протянем нитку. А на нитке завяжем два соприкасающихся друг с другом узелка, которые пусть и представляют собой наши точки. Все это тоже изображено на рисунке.
Потянем нитку за свободный конец — и колесо повернется, поднимая вагончик по рейке. Нитка при этом разматывается с катушки и перемещается в пространстве. Ясно, что два узелка на одной и той же натянутой нитке неподвижны друг относительно друга.
Можно было бы и не говорить, что форму профиля второго зубца — зубца рейки — опишет второй узелок, завязанный на той же нитке. Вот, оказывается, какие бывают колеса!
Перед тем как совсем распрощаться с квадратными колесами, испытаем еще раз прием, который мы уже применяли на страницах этого рассказа. Попробуем совместить, казалось бы, совершенно различные факты. Мы знаем, что трение качения можно уменьшить либо при езде по гладкой дороге, например по железнодорожным рельсам, либо использовать колесо большого диаметра. А нельзя ли сделать так, чтобы дорога была одновременно и гладкой и не гладкой? А колесо — одновременно и большим и небольшим?
Ну что же, с каждым разом приходится таскать все более громоздкие и тяжелые вещи. Но мы знаем, что таскать, в общем-то, не обязательно. Вместо этого согнем рельсовый путь в кольцо. Вот мы и совместили несовместимое: локомотив и вагоны своими колесами малого диаметра катятся по гладкому рельсовому пути, а колесо большого диаметра, которое представляет собой согнутый в кольцо рельсовый путь, катится по земной поверхности. Поверхность теперь может быть и не слишком ровной, поскольку колесо имеет очень большой диаметр. И не так уж страшно, что диаметр колеса велик. Ведь колесо не имеет даже спиц — оно состоит из одного обода.
Пассажир внутри колеса
Двадцать километров в час по бездорожью! Такое под силу разве что мощному трактору или транспорту на воздушной подушке. Да еще вот такому удивительному колесу.
Диковинную машину сконструировал Эдуард Мельников, житель деревни Янино, что в Ленинградской области. Гладкая дорога аппарату не нужна — полутораметровому колесу нипочем ямы и буераки. Внешний обод, по которому на подшипниках катится внутренний обод с двигателями и седоком, сам служит ровным покрытием.
Нет нужды и в особо мощном двигателе. Седок перемещением своего центра тяжести как бы накатывается на внешний обод и толкает его вперед. Помогает человеку двигатель, цепляясь зубчатой передачей за зубья, нарезанные на внутренней стороне внешнего обода.
Внешнее большое колесо, вообще говоря, не должно быть обязательно круглым. Это мы тоже знаем. Если сделать колесо из гибкого материала или составить его из отдельных секций, то его можно как бы сплющить сверху. В результате получится хорошо известная гусеница.
Вряд ли стоит описывать подробно гусеницу танка или гусеничного трактора. Ограничимся лишь замечанием, что принцип здесь таков: танк или гусеничный трактор как бы везет с собой дорогу, подкладывая ее под передние колеса и убирая из-под задних. А кроме того, вся гусеница — это сплошное колесо, но не круглое, а продолговатое. Колесо — хотя бы потому, что гусеница катится по земле, а не скользит по ней. Правда, гусениц у экипажа должно быть по меньшей мере две. Почему? Скоро узнаем.
А пока что, если вам кто-нибудь скажет, что вы изобрели квадратное колесо, не обижайтесь. Не обижайтесь и в том случае, если вам скажут, что вы изобрели велосипед.
Велосипед — колёсное транспортное средство, приводимое в движение мускульной силой человека через ножные педали. Наиболее распространены велосипеды с двумя колёсами, но бывают и трёхколёсные велосипеды. Он стал использоваться как средство передвижения ещё до широкого распространения городского общественного транспорта, в том числе автобусов, троллейбусов и трамваев.
Также он популярен среди туристов и в спортивных целях. В современном мире также используют электропривод для увеличения области использования велосипеда.
Считается, что официальным родоначальником велосипеда является Карл фон Дрез, немецкий барон.
В 1814 году он собрал двухколесный деревянный самокат, главным отличием того изобретения от современных велосипедов было то, что у него не было педалей, человеку приходилось отталкиваться ногами от земли, чтобы передвигаться.
В 1817 году Карл фон Дрез получил патент на свое изобретение.
Кто изобрел первый велосипед?
Есть еще одна версия, что якобы русский изобретатель Ефим Михеевич Артамонов в 1800 году, изобрел велосипед и опередил немецкого барона на 14 лет.
История гласит, что патент Ефим Михеевич не взял на изобретение, но велосипед его работал исправно и проехал около 5000 километров.
История развития велосипеда.
В 1840 году некий Киркпатрик Макмиллан, шотландский кузнец, решил усовершенствовать велосипед и добавил ему педали.
Его работа не была оценена широкой публикой по достоинству.
В 1853 году благодаря французу Пьеру Мишо был запатентован педальный привод, прикрепленный к переднему колесу.
В том числе велосипед обзавелся подпружиненным седлом и тормозом.
В 1868 году в парижском пригороде Сен-Клу была проведена первая двухкилометровая гонка на велосипедах.
Когда появился первый велосипед с педалями?
В 1870 году появились велосипеды с большим передним колесом.
К переднему колесу прикреплялись педали, а заднее колесо было в разы меньше.
Далее в истории больше колесных велосипедов значится небольшое усовершенствование, английский изобретатель Лоусон добавил в конструкцию цепную передачу.
В 1880 году городская управа Петербурга зарегистрировала примерно сто таких велосипедов, а вскоре, через два года, они стали появляться и в Москве.
В 1884 году большой рывок в технологии произвел шотландский ветеринар Джон Бойд Данлоп, который добавил пневматическую полую шину. Он надел на колеса поливной шланг и наполнил водой, но это сильно снизило скорость передвижения. Тогда он наполнил шланг воздухом, да еще и придумал специальный клапан, чтобы воздух не выходил из шины под собственным давлением.
В дальнейшей история развития велосипеда продолжалась уменьшением веса, увеличением скорость, повышением комфортности и прочность.
На данном этапе истории развития, велосипед это уже не просто способ развлечься, а это полноценный транспорт для передвижения по любой местности. А ассортимент на столько большой и разнообразный, что выбрать велосипед не так уж и просто.
Читайте также: