35 изобретений, которые помогли создать наш мир: начиная от колеса и заканчивая квантовым компьютером

Кто является создателем шин

Пневматические покрышки имеют сложную историю, весьма неоднозначную. Это приводит к путанице, и зачастую на вопрос кто создал шины дают неверный ответ. Хотя в любом случае мнение будет ошибочно, к авторезине приложили руки многие известные изобретатели.

Первый патент на «воздушные покрышки» получил изобретатель Роберт Томпсон, именно он изобрел шины, использующие воздух в качестве пневматического амортизатора. Несмотря на высокий уровень подготовки вес технической документации Роберту не удалось организовать полномасштабное производство покрышек, тогда еще для карет и повозок на конной тяге, происходило это в 1846 году.

Настоящим рождением пневматическая шина обязана Джону Данлопу. Именно он в 1887 году на трехколесный велосипед сына надел камеру из садового шланга и надул ее. Таким образом история шин для автомобиля началась велосипедов. Данлопу принадлежит идея создания и первого в мире промышленного производства шин, изначально для велосипедов.

Следующим значимым человеком в истории авторезины стал Чарльз Кингстон. Он в 1890 году ввел сразу несколько новшеств:

  • разделил покрышку и камеру;
  • в края покрышки вставил проволочный каркас;
  • посадил шину прочно на обод.

Все перечисленное дало огромный шаг в развитии шин для транспорта.

Первыми, кто установил пневматические покрышки на автомобиль были, Андре и Эдуард Мишлен. Они сначала специализировались на велосипедных шинах, но в 1895 году оснастили один из гоночных автомобилей, который показал себя отлично в ходе соревнований. Это и положило начало развитию пневматических автошин.

Тенденции развития шинной индустрии

На данный момент можно выделить несколько тенденций в производстве автошин. В первую очередь производители стремятся сделать шины экологически чистыми. Для этого применяются различные технологии, но пока «зеленые» покрышки из-за цены не нашли большого применения.

Можно отметить стремление к снижению высоты профиля. Одновременно увеличивается посадочный диаметр. Впервые такое движение проявилось в начале девяностых. Причиной стали увеличившиеся скорости и большие тормозные суппорта. Низкий профиль делает автомобиль устойчивее, хоть и менее комфортным.

Активно развиваются технологии, позволяющие ехать на шине после ее повреждения. Способов решения задачи несколько, и они постоянно совершенствуются. Это позволяет увеличить безопасность движения.

Еще одним направлением в развитии, можно считать уменьшение сопротивления качению. Так снижают расход топлива, делая автомобиль экономичнее. Достигают подобного эффекта, путем использования современных резиновых смесей, точно рассчитанного рисунка протектора и других ухищрений.

Волы, тянущие повозку

Размер колеса также очень важен. Повозка на слишком маленьких колесах не смогла бы преодолеть выбоины на дорогах, а на слишком больших — сдвинуться с места. Однако, даже несмотря на изобретательность Квеклоса, его колесо было бы бесполезным без волов.

Первым рогатым скотом были туры, которых населявшие территорию современной Турции натуфийцы одомашнили около 10 000 лет назад. Поначалу натуфийцы использовали туров только как источник мяса и молока, но к началу IV тысячелетия до н. э. майкопцы, населявшие земли современной Украины, начали кастрировать самцов и использовать их в качестве рабочих животных. Процесс приучения быков к хомуту был жестоким и требовал, как пишет археолог Сабина Рейнольд, «сломить дух животного».

Страдал не только скот.

Первые археологические находки

Самое древнее по возрасту колесо именно в качестве устройства для транспортировки, как и писалось выше, было найдено в Румынии. Но есть еще более ранние археологические находки круглых предметов, которые, возможно, были культовыми вещами или амулетами. Так, например, при раскопках захоронений на реке Сунгирь во Владимирской области найдены некие диски с прорезями, возраст которых составляет 25 тысяч лет.

Еще одно более раннее применение круглого приспособления — ручные каменные жернова для измельчения зерен в муку.

Официально в мире рассматривают несколько гипотез появления колеса.

Первые повозки и колесницы

Самые первые транспортные средства были тяжелы и неповоротливы. Одновременно с изобретением повозки для грузов появились колесницы для перевозки людей. Они были четырехколесные, с двумя неподвижными осями, прикрепленными к корпусу. Только через две тысячи лет вместе с усовершенствованием и облегчением общей конструкции оси колесниц стали делать подвижными, что значительно увеличило скорость передвижения и маневренность.

В египетской культуре 15-го века до н.э. появились облегченные колесницы, которые использовали как боевые, гоночные, военно-транспортные. Для большей устойчивости при повороте оси сделали выступающими по обоим сторонам кузова. Обод и спицы изготавливали из дерева и обтягивали полосками свежей кожи, при высыхании которой получалось прочно скрепленная конструкция.

Прошло еще три тысячелетия прежде, чем появился первый автомобиль, одним из главных элементов которого все также является колесо.

«Биография» колеса

Путь от первых «образцов» до колеса в нынешнем его виде долог и чрезвычайно интересен. Идея, должно быть, возникла в процессе рубки бревен. Люди выяснили, что если их слегка подталкивать, то они будут катиться. А подталкивать можно, подложив под бревно крепкую палку. Так заодно был изобретен и рычаг.

Следующей идеей было транспортировать на катящихся бревнах другое бревно, положив его наискосок. Древние египтяне подобным образом уже «катали» огромные статуи из камня.

Некоторые неудобства в транспортировке с помощью рычагов привели к еще одному открытию: груз стали фиксировать, чтобы он не сползал с бревен-«колес». Полученный прообраз повозки был грубоват и неказист и хорош лишь на гладкой дороге, но грузы даже больших объемов на этой конструкции перевозить было легче.

Но инженерная мысль не дремала, и повозка вскоре превратилась в гораздо более удобный каток, который не требовал применения рычагов, его можно было катить вручную.

Виды древних колес

Уже в 3 тысячелетии до н.э. колеса обматывались кожей, а во 2 тысячелетии приколачивали в колеса гвозди, торчащие острием наружу. Это делалось для того, чтобы увеличилось их сцепление с поверхностью земли. Причем они могли быть сплошными, но уже не из цельного ствола, а составленные и сколоченные из трех частей.


боевые колесницы

История колеса, на первый взгляд такого простого предмета, показывает, что каждый народ вносил какие-то полезные изменения в его конструкцию, благодаря чему она совершенствовалась быстро.

Так и докатилась повозка на Восток, до Китая (эпоха царства Инь). Уже в 2000 г до н. э. колесо было со спицами и ободом.

Паровой двигатель

Идея использования пара для питания машин родилась тысячи лет назад, но творение Томаса Ньюкомена в 1712 году первым стало использовать эту энергию для полезной работы (выкачивания воды из шахт в большинстве случаев). В 1769 году Джеймс Уатт модифицировал двигатель Ньюкомена, добавив отдельный конденсатор, который значительно увеличил мощность парового двигателя и стал более практичным в работе. Он также разработал способ получения вращательного движения с помощью двигателя, что тоже прибавило эффективности. Собственно, Уатт и считается изобретателем парового двигателя.

Двигатели Ньюкомена и Уатта использовали вакуум конденсированного пара для движения поршней, а не давление расширяющегося пара. Из-за этого двигатели были громоздкими. Ричард Тревитик и другие впоследствии создали паровые двигатели высокого давления, которые были достаточно малыми, чтобы уместиться в поезде. Паровые двигатели не только обеспечили быстрое производство товаров на заводах, но и устанавливались на паровозы и пароходы, которые перевозили товары по миру.

Хотя паровой двигатель затмили электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания в области транспорта и энергетики, идея по-прежнему находит применение. Большинство электростанций в мире на самом деле вырабатывают электроэнергию с использованием паровых турбин, пар которых нагревается за счет сжигания угля, природного газа или ядерного реактора.

Гипотеза о Шумерской цивилизации

Шумеры — древнее население Южной Месопотамии (в настоящее время — южный Ирак), стали известны миру в 19 веке, когда ученые расшифровали найденные при раскопках таблички и надписи. Эта цивилизация возникла примерно за 5,5 тыс. лет до нашей эры и оказалась создателем практически всех основных изобретений. Историю пришлось пересказывать заново, так как, согласно новой гипотезе, шумеры — авторы всего, что раньше считалось достижениями других цивилизаций.

Что считается заслугой шумеров:

  • клинопись;
  • гончарный станок;
  • изобретение колесного транспорта;
  • развитие ткачества;
  • производство стекла и изделий из него методом выдувания;
  • ювелирная обработка драгоценных камней;
  • траволечение, хирургия;
  • математические вычисления, ставшие основой для египетской и греческой цивилизации.

Это далеко не полный перечень всех успехов шумерской цивилизации.

Охлаждение

В начале 20 века, когда сбор натурального льда был еще распространен, крупные отрасли промышленности вроде пивоварен начали использовать льдогенераторы. К моменту Первой мировой собранный лед в промышленности стал редкостью. Однако лишь к 1920-м годам, когда появились безопасные хладагенты, холодильники стали нормой.

Возможность сохранять пищу в течение длительных периодов (и даже во время транспортировки, когда были разработаны грузовики-рефрижераторы) кардинально изменила пищевую промышленность и привычки питания людей во всем мире. Появился легкий доступ к свежему мясу и молочным продуктам даже в жаркие летние месяцы, а также исчезла необходимость собирать и отгружать природный лед — который к тому же никогда не поспевал за ростом мирового населения.

Какие решения наиболее сильно повлияли на развитие велосипедной индустрии в 19-20 веке

Велоиндустрия в этот период развивалась семимильными шагами. Первые модели смутно напоминали то, что мы имеем сейчас. Конструкция совершенствовалась, приобретая порою замысловатые формы. Вначале деревянная дрезина, потом появляются педали и седло, далее рама становится металлической, а педали с заднего колеса велосипеда перемещаются вперед. Ранее переднее колесо было значительно больше заднего. Затем добавились металлические колеса со спицами и цепная передача. Только после этого появились модели с одинаковыми по размеру колесами.

Следующим этапом усовершенствования стало появление каучуковых шин, и езда по дорогам стала намного комфортнее. Появились тормоза и механизм переключения скоростей. С каждым годом развитие происходило все стремительнее, появилось складное устройство, легкое алюминиевое, тандем и т. д.

Первая повозка

Однако, несмотря на смекалку первого изобретателя колеса, глубокие преобразования в обществе вызвала не созданная им игрушка, а настоящие колеса, которые появились на несколько сотен лет позже. Первая повозка возникла примерно 5400 лет назад и стала первым в истории изобретением, мгновенно распространившимся по миру. Археологи обнаружили древние повозки в самых разных странах — от Ирака до Германии. Распространение повозки не остановили даже культурные барьеры того времени: она были слишком полезной.

Антрополог Дэвид У. Энтони, автор книги «Лошадь, колесо и язык», считает, что настолько быстрое распространение повозки объясняется ее размерами:

Повозка была древним аналогом спутника. Она просто не могла остаться незамеченной.

Поскольку конструкции двух самых старых найденных археологами колес существенно отличаются друг от друга — к одному ось прикреплена намертво, как в современных поездах, тогда как другое свободно вращается на оси, как в современном автомобиле, — Энтони считает, что многие строители повозок не имели возможности детально изучить механизм и пытались воссоздать то, что видели издалека.

Изобретение повозки мгновенно отразилось на жизненном укладе людей на Ближнем Востоке и в Европе. Оно значительно увеличило производительность труда фермеров и, как следствие, изменило ландшафт.

Печатный пресс

Гутенберг объединил идею блок-печати с винтовым прессом (использовался в производстве вина и оливкового масла). Он также разработал металлические печатные блоки, которые были гораздо более долговечны и проще в производстве, чем ручная резьба букв по дереву. Наконец, прогресс в производстве чернил и бумаги помог произвести революцию во всем процессе масс-печати.

Печатный станок позволил записывать колоссальные объемы информации и распространять по всему миру. До этого книги могли позволить себе лишь состоятельные люди, но массовое производство чрезвычайно сбило цену на них. Печатный станок позволил свершиться многим другим изобретениям, но гораздо более тонким способом, чем колесо. Благодаря распространению знаний миллиарды людей получили образование, которое впоследствии использовали для создания своих собственных изобретений в последующие столетия.

Древние прототипы

Сложно сказать, кто изобрел первый велосипед. Конструкции, которые двигались при помощи мускульной силы человека, создавали в разные периоды времени.

Впервые о подобном средстве передвижения говорили еще при правлении Александра Македонского. Античные источники утверждают, что у Дионисия, правителя Сиракуз была повозка, называвшаяся гемаксионом и относящаяся к прототипам велосипедов. Позже такие устройства создавались в Риме.

В 1801 году крепостной Ефим Артамонов придумал велосипед на двух железных колесах и с деревянным сиденьем. Историки утверждают, что за свое изобретение крестьянин получил вольную и награду — 25 рублей от самого Александра 1.

В 1493 году Леонардо да Винчи нарисовал средство передвижения с 2 колесами, рулем, педалями и цепью. Правда, по его эскизу велосипед никогда не мастерили.

Считается, что в 1791 году Граф де Сиврак изобрел деревянный велосипед. Но многие современные историки уверены, что этот человек — вымышленное лицо. Соответственно, и средство передвижения он не создавал.

Велосипед по эскизу Леонардо да ВинчиВелосипед Ефима Артамонова

История развития и совершенствования

В каком году изобрели колесо с настоящей, современной покрышкой? Случилось это в 1888, и заслуга принадлежит вовсе не инженеру, и не автомеханику. Благодарить надо обычного ветеринара из Шотландии Джона Бойда Данлопа. Наблюдая, как его сын катается на велосипеде, мысленно врач возмущался шуму, который производят железные колеса велосипеда, соприкасаясь с покрытием дорожки. Случайно он заметил, насколько смягчился звук, когда колесо наехало на прорезиненный шланг для поливки цветов, забытый на дорожке. Недолго думая, ветеринар отрезал куски нужного размера, запаял их и надел на сталь.

Так появились первые пневматические шины. Это изобретение сделало имя Данлопа знаменитым на всю планету, одноименная фирма, выпускающая покрышки для автомобилей, существует и сегодня.

Позднее был изобретен подшипник, а в начале прошлого столетия появились колеса с дисками из легких сплавов. Сегодня колесо – это достаточно сложная конструкция, мало чем напоминающая первые прототипы. Для его изготовления используются различные материалы и особые технологии, над разработкой которых трудятся целые команды специалистов.

Появление колеса с осью

Колесо с осью впервые появилось у людей в 4500 году до нашей эры. Учёные предполагают, что впервые такую конструкцию использовали в качестве гончарного круга. Позднее колесо с осью стали использовать для колесниц и тележек. До изобретения колеса люди перевозили грузы на санках и волокушах. Это стало хорошей идеей, прикрепить под волокушей полозья из тонких брёвен. Так им стало легче перетаскивать грузы. Следующим этапом развития стало колесо, прикреплённое к саням.

Таким образом земледельцам стало легче перевозить урожай с полей в амбары. Сначала такие колёса были очень громоздкими и тяжёлыми. Они были прикреплены к оси и вращались вместе с ней. Это стало обычным явлением. Сначала это были телеги, типа арбы, затем появились и колесницы.

При раскопках около города Яссы были обнаружены глиняные черепки с изображением повозок с колёсами. Это является самым древним упоминанием о них. Самое старое колесо, найденное на территории Британии, возрастом примерно с 1350 по 950 год до нашей эры. На территории современной Украины в Запорожской области была найдена двухколёсная повозка, имеющая возраст примерно пять тысяч лет. Возможно, что эта повозка попала туда с Ближнего Востока.

В автомобиле

Основная статья: Колесо (автотранспорт)

Колесо современного автомобиля (в сборе с шиной).

В общепринятой автомобилестроении терминологии, колесом называется только узел, расположенный между ступицей и шиной (см. рис.), — состоящий, в свою очередь, из обода, на который сажается шина, и диска или спиц, служащих для соединения обода со ступицей.

Несмотря на это, в быту автолюбители очень часто называют колесо в этом значении «колёсным диском» («литые диски», «легкосплавные диски», и так далее).

Колёса первых автомобилей по сути не отличались от колёс конных экипажей и были сделаны из дерева. Впоследствии появились колёса с металлическим ободом и деревянными спицами, а также с металлическими проволочными спицами, как у мотоциклетных. Шины изначально имели вид сплошных резиновых лент, впоследствии, по мере роста скоростей, их сменили пневматические шины, высота профиля которых вплоть до 1960-х годов постоянно увеличивалась, повышая комфортабельность езды и грузоподъёмность автомобиля. На грузовиках резиновые ленты можно было встретить ещё в 1920-х годах, а на военных автомобилях и сегодня могут применяться сплошные шины — гусматики, впервые разработанные для бронеавтомобилей времён Первой мировой войны. Начиная с 1920-х годов спицованные колёса стали постепенно заменять на колёса со штампованными металлическими дисками, более простыми и дешёвыми в производстве. Уже в середине следующего десятилетия они стали стандартом де-факто, но кое-где, например в США, «спицовка» продолжала сохранять определённую популярность у покупателей дорогих автомобилей вплоть до 1950-х — 1960-х годов в качестве дополнительного оборудования или даже заводской опции (в отдельных случаях и в 1980-е — 1990-е, например, заводские спицованные диски предлагались на Cadillac Deville Brougham до 1996 года). Сегодня она ассоциируется в первую очередь с классическими автомобилями и субкультурой лоурайдеров.

В 1960-х годах появились в качестве спортивной опции колёса, целиком или частично отлитые из лёгкого сплава, алюминиевого или магниевого. Сегодня ими снабжается едва ли не большинство автомобилей.

Колеса из будущего

По большому счету, конструкция колеса получила свою завершенную форму, и каким образом его можно усовершенствовать, совершенно непонятно. Однако многие компании находятся в активном поиске новых идей и решений и регулярно представляют миру экзотические прототипы. Так, известная компания «Michelin» относительно недавно представила новаторскую концепцию Tweel.

В 2006 г. компания «Michelin» удивила всех бескамерным колесом. Оно не пневматическое, так как целиком и полностью состоит из резиновых протекторов. Они соединены с центром при помощи эластичных спиц. Последние повторяют все деформации колеса, отчего поглощаются удары. Представители компании «Michelin» утверждают, что даже лишенные воздуха шины Tweel обладают точно такой же грузоподъемностью, устойчивостью на бездорожье, как и их пневматические аналоги.

Несмотря на то, что шины Tweel имеют множество преимуществ, у них есть один большой недостаток. Автомобиль, укомплектованный ими, при разгоне более чем 80 км. в ч. начинает сильно вибрировать.

Безусловно, шины Tweel являются самой революционной технологией на сегодняшний день. Но они предназначены исключительно для электромобилей. При этом в активную систему Tweel входит двигатель, подвеска, коробка передач и трансмиссионный вал.

Запуск велосипеда в массовое производство

В 1863 году Пьер уезжает в Париж. Образцом Лалмана заинтересовались промышленники Оливье, которые предложили запустить устройство в массовое производство. Вместе с Оливье и Лалманом производством велосипеда занимался инженер Эрнест Мишо.

Каретных дел мастер Мишо выдвинул идею создания рамы не из дерева, а из металла. Оливье изменили конструкцию рамы. До этого рама стояла строго горизонтально, будто спина лошади, на которую садился наездник. Перекладина стала располагаться по диагонали. Верхняя ее часть находилась на уровне опоры руля, а нижняя — на уровне осей колес. Такое расположение перекладины способствовало быстрой штамповке или изготовлению его из труб промышленным способом. В 1886 году Пьер Лалман патентует изобретение. Такие велосипеды назывались костотрясы, потому что во время их передвижения седоки испытывали сильную вибрацию. Долго на них ездить было трудно.

Колесо в Европе

Дальнейшая история колеса и его развития связана исключительно именно с кельтскими племенами. Они начали “обувать” обод колеса металлом (1500 год до н. э.), а всего лишь через пару веков (во времена Троянской войны) колеса были практически целиком металлические.

На таких и сражались гомеровские герои. Про такие колесницы восхищенно писал библейский пророк Наум. Они сильно разбивали дорогу, поэтому в 50 году до н. э. был создан и принят самый первый закон, который ограничивал нагрузку на каждое колесо до 250 кг.

За 3000 лет древнее колесо изменило жизнь почти всей Европы. А вот до Африки (территории южнее Сахары), Азии (Юго-Восточной) и Австралии так и не доехало.


круг гончарный

Модели велосипедов, созданные в начале 19 века

Французский граф Комте де Сиврак построил целерифер. Это изобретение представляло собой лошадку из дерева с колесами. Есть мнение, что этот самый первый велосипед – всего лишь патриотический миф, придуманный одним французским историком.

Русские умельцы тоже не стояли в стороне. В 1801 году кузнечных дел мастер Ефим Артамонов придумал двухколесную конструкцию с колесами, седлом, рулем и педалями. Исследователи подвергают эту историю сомнениям.

В 1839 году кузнец Киркпатрик Макмиллан добавил к «дрезине» педали на заднее колесо и седло. Жаль, что это изобретение так и осталось незамеченным общественностью, и Киркпатрик Макмилан не снискал славы.

Первые колеса — игрушечные

В июле 1880 года археолог Дезире Шарне обнаружил первые колеса доколумбовой Америки. Они были приделаны к маленькой фигурке койота, найденной в гробнице ацтекского ребенка на юге Мехико.

В своей книге «Древние города Нового мира» Шарне высказывает предположение, что игрушку «долгое время хранила мать в память о своем погибшем ребенке».

Этот ребенок жил на несколько тысяч лет позже европейского изобретателя колеса, но до того, как европейцы принесли колесо в Америку. То есть гончары Старого и Нового мира независимо друг от друга изобрели колесо и ось, чтобы сделать игрушку для своих детей.

Влияние на жизнь человечества

Изобретение колеса дало мощный толчок развитию техники. На колёсных повозках стало легче перемещать грузы, что позволило людям заселять удалённые территории, торговать, путешествовать, воевать. Колесо — это не только транспорт, идея колеса лежит в основе таких изобретений, как жернов, гончарный круг, блок, мельница, прялка, токарный станок. Колёсная зубчатая передача используется во многих механизмах — от часов до швейной машинки. Колесо — это штурвалы каравелл и гребные колёса пароходов, турбины и моторы, вентиляторы и гидроэлектростанции.

Колесо со ступицей:
1. Тяжёлое колесо из цельного куска дерева
2. Лёгкое колесо со спицами

Поделиться ссылкой

Оригинальные виды колёс

  • Колесо эллиптической формы (расположенное под таким углом, что, если смотреть сбоку, выглядит как круг) — позволяет грести в воде.
  • Квадратное колесо, патент на которое в 1959 году получил американец Альберт Сфредда. Оно легко шло по снегу, песку, грязи, преодолевало ямы. Вопреки опасениям, машина на таких колёсах не «хромала» и развивала скорость до 60 км/ч.
  • Роторно-фрезерный движитель — вариант колёсного движителя, в котором используются роторы- в сочетании с поддерживающими лыжами.
  • Многокамерное колесо с пневматическим принципом качения.
  • Мотор-колесо
  • Колесный движитель американца Р. Берда
  • Ренское колесо
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector