Знакомьтесь

История изобретения колеса

Около 6000 лет назад люди стали использовать механизмы, позволяющие перетаскивать тяжелый груз – волокуши и катки. Волокуша состояла из двух длинных жердей, передние концы которых с помощью кожаных ремней прикреплялись к упряжи лошади или оленя, а задние свободно волочились по земле.

Для закрепления груза между задними концами волокуши устанавливали одну или две поперечины. Для того чтобы перетаскивать особо тяжелые предметы, такие как каменные глыбы или, скажем, лодки, под ними устраивали катки, подкладывали круглые бревна.

Когда предмет удавалось передвинуть, бревна оставались позади него, и их переносили и ставили перед грузом, чтоб двигать его дальше. Возможно, тогда же были сделаны первые наблюдения над свойствами вращающихся тел, ведущие к изобретению собственно колеса.

Например, если бревно-каток по какой-то причине в центре было тоньше, чем по краям, оно передвигалось под грузом более равномерно. Заметив это, люди стали умышленно обжигать катки таким образом, что средняя часть становилась тоньше, а боковые оставались неизменными.

Таким образом, получилось приспособление, которое является прообразом оси с двумя насаженными на ее концы дисками.

В ходе дальнейших усовершенствований от цельного бревна остались только два валика на его концах, а между ними появилась ось.

Так было изобретено колесо, и появилась первая повозка. Пожалуй, трудно найти другое открытие, которое дало бы такой мощный толчок развитию техники.

Повозка, гончарный круг, ветряная мельница, водяной подъемник и блок – вот далеко не полный перечень устройств, в основе которых лежит колесо. Использование колеса для археологов является показателем развития цивилизации.

Однако массивное сплошное колесо не позволяло повозке развивать большую скорость. И как не раз бывало в истории человечества, войны стимулировали стремительный прорыв в развитии техники.

За следующие 3000 лет тяжелые колесные повозки, запряженные волами и предназначенные для транспортировки грузов, превратились в быстроходные и маневренные боевые колесницы, запряженные лошадьми.

Стала более совершенной и конструкция колес: появились легкие колеса со спицами, ступицей и гнутым ободом.

Другие цивилизации самостоятельно пришли к изобретению колеса. В Китае колесо было изобретено около 2800 г. до н. э., а приблизительно в 100 г. до н. э. китайцы придумали тачку.

В Европе тачка была изобретена на много веков позже. Изображение тачки есть на витражах XIII в. в Шартрском соборе во Франции.

В 4-3 веках до н. э. греки стали использовать колеса не в транспортных средствах, а в механизмах они изобрели зубчатую передачу и грузоподъемный блок.

Примерно с 85 г. до н. э. стали применять и водяное колесо, позволившее использовать энергию воды для работы тяжелых жерновов.

Китайцы изобрели колесо со спицами для прялки между 500 и 1000 гг. до н. э. Такое же изобретение было сделано в Европе в начале 13 века.

Колесо прялки было вариантом маховика. Оно вращало веретено, которое позволяло сучить нить из волокна во много раз быстрее, чем вручную. Маховик сыграл важную роль в эпоху индустриальной революции.

Маховик присоединили к поршням парового двигателя, и он преобразовывал энергию пара во вращательное механическое движение, которое заставило двигаться станки на фабриках, молоть муку мельницы и ездить по рельсам паровозы.

Толчком к изобретению колеса телеги мог послужить и гончарный круг, появившийся за несколько веков до телеги. Некоторые народы пользуются им до сих пор.

При ручной лепке сосудов подставку, на которой они стоят, необходимо время от времени поворачивать. Для облегчения вращения подставки неизвестный гончар догадался укрепить ее на оси. Вскоре он заметил, что при быстром вращении подставки сосудам можно придавать более правильную форму.

Так, вероятно, появился ручной гончарный круг, который послужил основой для изобретения древними греками и египтянами махового колеса – колеса с массивным ободом, которое устанавливалось на валу машины, преобразовывающей энергию импульса в последовательное плавное движение.

С чего началось изобретение колеса?

Все исследователи сходятся во мнении, что первое колесо было изобретено в 3500 г. до нашей эры. Правда, это только приблизительная дата. Возможно, оно появилось и раньше. Но как бы оно там ни было, принято считать, что первое колесо появилось в Месопотамии, на территории современного Ирака. Вот только предназначалось оно не для транспортировки. Его использовали в бытовых целях. При этом примерно в 3200 г. до нашей эры начали появляться месопотамские колесницы. Какая же колесница без колес? Поэтому можно считать, что привычное в нашем понимании колесо было изобретено именно в тот период.

Различные типы колес: Как они изготовлены

И все же стоит уточнить, что первые округлые предметы, которые отдаленно напоминают колесо, уходят корнями аж в палеолит. Это около 15-750 тыс. лет назад. Опять же точную дату никто из историков назвать не может.

Давным-давно для перемещения громоздких грузов на относительно большие расстояния использовались обычные бревна. На первый взгляд, революционный по тем временам способ, но у него был один существенный недостаток — требовалось подкладывать под бревна много каменных роликов, небольших колес. При этом они все время выскальзывали из-под бревен.

Но древние люди решили эту проблему — они соорудили специальную платформу из досок. Им удалось закрепить на ней ролики таким образом, что давящий сверху груз не выталкивал их из-под досок, а, наоборот, прижимал к земле.

Еще через 1500 лет наши предки додумались до следующей инновации — они оснастили колесо деревянными спицами. На такой шаг их подтолкнула военная необходимость. Не удивительно, что первыми, кто использовал колесо с деревянными спицами, были египтяне. Произошло это примерно в 2000 г. до нашей эры. Они применили его в своих знаменитых колесницах.

А вот идея заключить колеса в металлические обода и тем самым уберечь их от быстрого износа, принадлежит кельтам. В 1000 г. до нашей эры они оснастили такими усовершенствованными колесами свои колесницы.

Примечательно, что колеса, оснащенные спицами из дерева, оставались неизменными аж до начала 19 в. В то время изобретатель Ф. Бауэр запатентовал первые спицы, изготовленные из металла. Он просто взял длинную проволоку, продел ее много раз через обод колеса и закрепил на обоих концах ступицы. Классическим примером его изобретения является велосипедное колесо.

Следующим прорывом в эволюции колеса стало изобретение шины. Идея ее создания принадлежит У. Томпсону, свое изобретение он запатентовал в 1845 г. Однако, в 1888 г. его разработку усовершенствовал шотландский ветеринар Д. Данлоп. Для изготовления шин он использовал твердую резину.

Древние изображения колеса

Первое древнейшее наскальное изображение (3000 лет до н. э.) саней с колесами найдено в г. Уроке Шумерской провинции.

Образ колеса на Востоке слился с образом Солнца и власти. В различных мифологиях многих государств стали упоминаться образы колеса. Колесо с Солнцем ассоциировалось так: Солнце — возвышенное и круглое, колесо — тоже круглое, еще оно позволяет человеку быстро передвигаться. Все это — преимущество и господство.

Имеют место слухи, что первое древнее колесо появилось все же не в Месопотамии, а в Турции на востоке, а возможно, и на севере Ирана. Затем они появились и в северных краях.

Влияние колеса на эволюцию

Первый изобретатель конструкции остался неизвестным. Тем не менее, такие сооружения были известны во множестве цивилизаций и оказали значительное влияние на ход эволюции. Подобные сооружения использовали для обработки земли. По мере роста поселений у людей стало появляться все больше времени и возможностей для изучения мира и его строения. Таким образом, люди начали создавать новые технологии.

Вначале исследователи открыли характеристики различных металлов. Вместо камня они начали применять бронзу, которая представляла собой сочетание меди и олова.

Древние цивилизации находились в Месопотамии. Исследователи называют это место колыбелью цивилизации. На этой территории находилось много городов-государств. Там получили широкое развитие ремесла и торговля. Алхимики, астрономы, математики двигали науку вперед. Они создавали календари и системы для измерения.

Возле крупных рек стали появляться и иные древние цивилизации. Древний Египет располагался возле Нила, Китай – около Хуанхэ, а Древняя Индия – возле Инда. Такие регионы были весьма плодородными. Чтобы обрабатывать поля, требовались новые орудия и технологии. В перечисленных цивилизациях проводился весьма примитивный отсчет времени. Для его усовершенствования были созданы солнечные и водные часы. Также широкое развитие получила металлообработка и изготовления стекла. В перечисленных производствах активно использовали колеса.

Помимо этого, многие цивилизации пользовались символикой, которая имела связь с колесом. Это, в частности, касается индоевропейских цивилизаций. Таким способом древние люди обозначали сменяемость циклов жизни и смерти. Круг был связан с бесконечностью. При этом люди пытались с его помощью показать, что жизнь и смерть сменяют друг друга.

Древние люди пользовались такой формой для создания своих сакральных символов. В качестве примера можно привести буддийскую Дхарму и славянский Солнцеворот. При этом колесо символизировало власть и постоянное обновление.

Однако существовали также народы, которые не пользовались такими сооружениями в бытовых целях. К ним, в частности, относятся африканские и американские народы. Однако при раскопках у них удалось отыскать игрушечные колесные повозки.

Ольмеки тоже максимально приблизились к созданию колеса. Они пользовались деревянными катками во время проведения строительных работ. В Америке колесные повозки были созданы только после прибытия туда европейцев. Без создания колеса сложно представить себе развитие человечества.

Спустя некоторое время в конструкцию колес внесли много изменений. В настоящее время обода и спицы изготавливают из металла. Вокруг них размещают резиновые камеры и шины. За счет таких усовершенствований такое элемент стал более эффективным, легким и долговечным. Благодаря колесу мир постоянно меняется, и этот прогресс не останавливается.

Колесо представляет собой одно из наиболее интересных и важных изобретений в истории человечества. Сложно сказать, кто первым придумал такую конструкцию, поскольку она появилась в 5000 лет до нашей эры. За время своего существования колесо претерпело много изменений и усовершенствований. Оно стало основой для многих других разработок и механизмов.

Сообщение
появились сначала на
.

Конкуренция технологий

Жесткое крепление колеса на оси получило широкое распространение на территории современных Германии и Швейцарии. Но, как это часто бывает в истории техники, параллельно развивалась и альтернативная конструкция, в которой колеса вращались на неподвижной оси. Она встречается в основном в Восточной Европе, Средиземноморье и на Ближнем Востоке.

Эти две технологии — с вращающейся и неподвижной осью — конкурировали в Европе тысячелетиями. Независимое вращение колес повышало маневренность, но требовало большей точности при изготовления круглых отверстий для осей. Слишком плотная посадка мешала вращению. А излишний люфт приводил к расшатыванию колеса. Впоследствии отверстие стали даже укреплять металлом.

Гипотеза об изобретении гончарного круга

По третьей гипотезе история колеса связана с изобретением гончарного круга. До сих пор остается непонятным, что из них было придумано первым — гончарный каменный круг, имеющий форму колеса, положенного горизонтально, или колесо в повозке для передвижения.

Изобретение гончарного круга по времени также относится к бронзовому веку. Параллельно колесо начали использовать для изготовления посуды из глины и в Древнем Египте, через несколько сотен лет египтяне даже стали делать посуду на быстро вращающихся кругах, что повлияло на разнообразие формообразования древней посуды и ее качество.

Колесо как мистический и сакральный символ

В древних культурах многих индоевропейских народов присутствует символика, так или иначе связанная с колесом. Оно обозначало бесконечность циклов жизни и смерти, вечный путь, совершаемый живыми существами в бесконечном колесе инкарнаций. Круглая форма связывалась с солнечным божеством, совершающим свой ежедневный круг по небосводу. Все культуры, знакомые с колесом, использовали его в своей сакральной символике. Нельзя не вспомнить славянский Солнцеворот, буддийскую Дхарму, египетские боевые колесницы и т.д. Как правило, оно было символом власти, вечного движения и обновления, высшего закона и истины.

Колесо — одно из важнейших открытий человечества в области механики. История колеса, по определению ученых-историков, начиналась еще в бронзовом веке (4-1 тысячелетие до нашей эры).

Идея создания рычага

И в то время кроманьонцы изобрели еще и рычаг. С этого момента началась история изобретения колеса.

Как это случилось? Благодаря нажатию на подложенную палку под бревно, оно стало катиться. После повторного нажатия оно покатилось еще дальше. Тогда стали использовать еще больше подобных рычагов, благодаря которым уже можно было передвигать одновременно несколько бревен.

Потом пришла прекрасная идея — положить на катящиеся бревна наискосок другое бревно, и оно покатилось вместе с ними.

Таким образом, пришла очередная мысль, что бревна транспортируемые уже сами могли бы быть в качестве «транспорта», если поперек сверху еще положить бревна. В Древнем Египте таким образом передвигали немыслимой величины каменные статуи. История происхождения колеса продолжала пополняться любопытными фактами.

История создания колеса: начало

Очень любопытно, что колесо изобрели не тогда, когда люди еще скитались. При кочевом образе жизни они весь свой скарб носили на себе. Колесо было изобретено, когда они уже осели на определенном месте. Оседлые люди стали разводить хозяйство: засевать поля, разводить домашний скот, строить малые, а затем и большие поселения и города.

Стала развиваться торговля зерном, камнем, лесом и пр. А это огромные расстояния, которые нужно преодолевать с большим и тяжелым грузом. Вот тут и появилась эта простая идея.

Каким образом в древности эта идея пришла в голову? История колеса довольно любопытна.

Люди, постоянно работая с вырубленными и поваленными бревнами, обнаружили, что их можно катить, немного подталкивая.

Применения диска для уменьшения затрат энергии

Люди поняли, что затраты энергии на перемещение груза по относительно ровной поверхности с применением вращающейся оси гораздо более эффективней.

Изобретение тачки для перевозки грузов

Исследователи считают, что изобретение тачки впервые появилось в Древней Греции, где-то между шестым и четвертым веками до н.э. Четыре века спустя тачки уже появились в Китае и оказались в средневековой Европе, возможно, по пути от Византии до исламского мира. Хотя тачки были дорогими покупками, они могли легко экономить труд.

Попытки использовать круглые устройства

Поняв, что изобретение колеса уменьшает затраты энергии на протяжении веков гениальные изобретатели, философы, математики и алхимики попытались спроектировать устройства бесконечного движения. Они считали, что приведенное в движение будет продолжаться вечно, производя больше энергии, чем они потребляют. Но каким бы ни было устройство, все они нарушают первый и второй законы термодинамики, которые гласят, соответственно, что энергия не может быть создана или разрушена и что часть энергии всегда теряется при преобразовании тепла в работу. Патентное бюро многих стран отказываются предоставлять устройствам бесконечного движения патенты, если изобретатели предлагали как бы рабочие модели.

По данным бюро США по патентам и товарным знакам, первый патент с применением круглого устройства был выдан Джеймс Макомб в Принстоне, Нью-Джерси, 26 августа 1791-всего через год, когда первый патентный закон США был принят. Изобретение было для горизонтального, полого водяной машины для создания гидроэнергии для мельниц. Хотя патентное ведомство признает, что этот патент был выдан, оригинал записи был уничтожен вместе с другими патентами 18 века в 1836 при пожаре.

Один человек на самом деле преуспел в этом изобретении в современное время. Внештатный юрист-патентовед Джон Кеог в Австралии, подал заявку и получил патент для “ круглого устройства для облегчения транспортировки ” в мае 2001 года.

Этим он доказал, что изобретение колеса не было запатентовано за всю историю его развития.

Единого мнения о том, когда и как было изобретено колесо, нет, так как колесо было изобретено в разных странах и в разное время. Бесспорно одно – среди важнейших человечества трудно найти другое такое открытие, которое бы дало столь мощный толчок к развитию техники.

На протяжении веков войны способствовали развитию науки и техники. Например, колесницы, которые изобрели , были усовершенствованы , которые сделали их более удобными и быстроходными.

Совершенствование механизма

Используя в транспортных и боевых целях первые деревянные диски, люди старались облегчить их, делая прорези. И лишь спустя 3 тысячи лет конструкция усовершенствовалась: появились, спицы, обод и ступицы. Спиц всегда было четное количество, в Египте в основном делали четыре штуки, в Риме и Греции — восемь.

Спустя еще тысячелетие, кельты оббили обод железом. Это увеличило прочность, устойчивость и маневренность колесниц.

На этом эволюция колеса не закончилась, понадобилось еще более двух тысяч лет, чтобы обод «обули» в пневматическую шину, ввели понятие угловой скорости и научились ей управлять.

Интересные факты, связанные с колесами.

Изобретение шины принадлежит не механику, инженеру или ученому, а обычному ветеринару. Джон Данлоп, наблюдая за сыном, катающимся на велосипеде был возмущен шумом и грохотом колес по садовой дорожке. Когда велосипед случайно наехал на поливочный шланг, звук намного смягчился. Джон, не долго думая, спаял куски резины нужного размера и закрепил на ободе. Так появилась всемирно известная фирма Данлоп.
Патент на квадратные колеса получил 1959 году американец Альберт Сфредда.
Первое колесо обозрения появилось в Америке в 1893-ем году.
Деталь, похожую на подшипник, впервые использовали римляне на своих кораблях. Возраст находки составляет почти две тысячи лет.

В настоящее время продолжаются разработки и усовершенствование этого древнего механизма. И кто знает, как будет выглядеть колесо через пару сотен лет, но, несомненно, оно останется круглым.

История изобретения колеса

Стала более совершенной и конструкция колес: появились легкие колеса со спицами, ступицей и гнутым ободом.

Патент на колесо

В начале XXI века произошла одна история, продемонстрировавшая, что изобретение колеса являлось событием, произошедшим в древности у разных народов и поэтому необоснованно кому-либо одному претендовать на это авторство. Само устройство уже давно считается таким привычным и общераспространенным, что серьезно и не задумываются о поиске его изобретателя.

В 2001 году один человек Джон Кеоф решил показать, что одна из новых австралийских компаний по быстрой регистрации новшеств и выдачи на них патентов онлайн по интернету занимается чересчур поспешной деятельностью. Чтобы это продемонстрировать, он отправил в агентство заявку на присвоение ему документов, согласно которым он является конструктором колеса. Его запрос был удовлетворен и выдали патент на авторство данного устройства.

Когда об этом стало известно после публикации документа, научная общественность сразу шумно отреагировала, поскольку было странно обозначить юридически изобретателя такого предмета, как колесо. Вскоре патент был отменен

Сам Кеоф получил так называемую шнобелевскую награду за свою инициативу, поскольку привлек внимание к теме подхода к определению авторов новшеств.

Первые повозки

История создания колеса напрямую связана с появлением земледелия, ведь плодородную землю в долинах рек Азии, Египта и Китая нужно было обрабатывать. К этому времени относится также появление и таких изобретений, как плуг и парус.

Сначала люди стали делать двухколесные повозки, когда 2 деревянных колеса насаживали на оси. Самые первые колеса делались из сплошных бревен. Древние люди отрезали от бревна круг или скрепляли из досок, обрезав по кругу.

Передвигались повозки при помощи запряженных животных (осликов или быков), но поворачивать такую повозку можно было только вручную. Позднее появились и четырехколесные (около 3500 до н. э.). Конечно, такие конструкции не были изобретены в один год, усовершенствование продолжалось столетиями.

Наскальные рисунки, найденные археологами, изображают повозки с очень примитивной конструкцией: четыре колеса, закрепленные на осях, а сверху расположена платформа для размещения груза. Такие древние устройства были обнаружены в Месопотамии, очаге цивилизации, в котором впервые началось развитие обработки металла.

Распространение колесных конструкций происходило и в Европу и на север Азии, не зря слово «телега» имеет монгольское происхождение. Изображения телег найдены в Южной Сибири (середина 2 тыс. до н. э.). Кочевники даже стали делать дома на колесах — большие повозки с крышей. Постепенно такие сооружения докатились и до Китая.

Следующим усовершенствованием, связанным с колесом, стала конструкция, при которой передние колеса могли свободно поворачивать при помощи поворотной передней оси. Теперь люди, сидя в повозке, могли ее поворачивать, управляя животными.

Одновременно назрела необходимость в строительстве дорог, чтобы транспортные средства могли передвигаться вначале между полем и поселением, а затем и между населенными пунктами стали перевозить продукты и грузы.

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.

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.

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.

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.

Какая гипотеза верна

Официальная и признанная сейчас версия происхождения колеса считает его родиной Месопотамию или Двуречье, что аргументируется учеными появлением у них к тому времени инструментов, без которых нельзя было обойтись при изготовлении колес.

Такая же гипотеза излагается в школах и других учебных заведениях, снято множество фильмов и мультфильмов, в которых рассказывается история колеса для детей, о его развитии, совершенствовании и появлении новых видов транспорта.

Уместно будет упомянуть и философский смысл колеса «Движение… жизнь… бесконечность», который и подтверждает суть его открытия.

Изобретение колеса это тоже технология, которая развивается ускоряющимися темпами. Последний гаджет сегодня — завтра может будет антиквариатом. В результате этого стремительного развития технологии мы часто воспринимаем вещи как должное.

Если посмотреть вокруг, можно увидеть это везде, как, например шины в обычной машине. Это изобретение имеет символический смысл как наиболее известная метафора о бесконечном цикле жизни.