Как выглядело первое колесо. Кто изобрёл колесо

Ни для кого не секрет, что львиная доля изобретений, особенно тех, которые составляют технический базис, являются не столько продуктом напряженной инженерной мысли, сколько результатом вдумчивого наблюдения за окружающим миром. Однако есть и исключения. Так, колесо, элементарнейшее устройство, сочетающее в себе вращательное и поступательное движение, не имеет аналогов в природе. Именно это загадочное обстоятельство породило версию о внеземном происхождении колеса.

Время и место изобретения колеса точно определить сложно. Однако возможность поступательного движения круглого предмета была известна людям с глубокой древности. Амулеты в виде небольших дисков с отверстиями посередине и радиальными прорезями, обозначающие солнце и его движение по небу, принадлежность большинства ранних культур. Одна из таких находок была сделана при раскопках первобытной стоянки на реке Сунгирь. Обнаруженные «солнечные колеса» были вырезаны из кости мамонта примерно 25 тыс. лет назад, в период верхнего палеолита.

Колесо круглый, свободно вращающийся или закрепленный на оси диск, позволяющий поставленному на него телу катиться, а не скользить. Колесо широко применяется в транспортных целях, а также повсеместно используется в различных механизмах и инструментах. Является одним и древнейших и важнейших изобретений человечества. Первые изображения колеса, обнаруженные в Междуречье, относятся к IV тысячелетию до н. э.

Примерно к этому же времени историки относят появление прообраза колеса катков, при помощи которых люди перемещали тяжести. Было замечено, что по упавшим деревьям волочить мамонта или тяжелый камень намного легче особенно если на пути попадались прямые и гладкие кругляки, которые перекатывались по земле. Затем очищенные от сучьев бревна стали специально подкладывать под грузы, перемещая вперед по мере продвижения. Этот способ применялся при строительстве египетских пирамид для перемещения каменных плит весом несколько тонн. Первые повозки представляли собой салазки-волокуши, поставленные на несколько скрепленных между собой бревен-катков.

Фрагмент инкрустированного «Штандарта войны и мира». Ур, Междуречье.

Между катками и настоящим колесом многовековая дистанция. Сначала люди заметили, что после того, как катки в средней части истирались и становились тоньше, груз меньше соскальзывал, и его становилось удобнее транспортировать. Тогда бревна-катки начали специально обжигать или обтесывать так появился предок современной колесной пары, используемой в железнодорожном транспорте: деревянные диски, которые составляют единое целое с осью и вращаются вместе с ней.

Первое свидетельство о колесном транспортном средстве датируется IV тысячелетием до н. э. Это изображение салазок на колесиках, найденное при раскопках города Урук в Месопотамии. К 2700 г. до н. э. там же появляются рисунки повозок. В это же время шумеры начинают хоронить своих царей вместе с колесницами. Такие погребения найдены в Кише, Уре, в эламском городе Сузы.

Следующим шагом было отделение колес от оси. Колесная пара хороша для езды по рельсам, но при движении по дороге трудности возникают при каждом повороте: тяжело груженная повозка может опрокинуться или даже развалиться. Во II тысячелетии до н. э. в Малой Азии появились колеса с центральными отверстиями ступицами, в которых закреплялась неподвижная ось. Теперь на повороте каждое колесо могло вращаться со своей скоростью, что сильно увеличивало маневренность. Чтобы колеса меньше терлись об ось, ступицы смазывали жиром или дегтем. Однако повозки с колесами из цельного куска дерева были еще очень тяжелыми и неповоротливыми. Передвигались они медленно, обычно в них запрягали могучих, но неторопливых волов.

«Солнечная повозка» из Трундхольма миниатюрное скульптурное изображение повозки эпохи бронзового века. XVIII-XVII вв. до н. э.

Чтобы облегчить тяжелое дисковое колесо, в нем стали делать радиальные прорези, которые впоследствии сменились закрепленными между ступицей и ободом спицами. Число спиц обычно было четным, их количество зависело от диаметра колеса: чем больше диаметр тем больше требовалось спиц. В Египте получили распространение колеса с четырьмя спицами, в Греции и Риме с восемью. Чтобы ход колеса был более мягким, его обшивали кожей или обивали по ободу деревянным обручем. Железный обод вместо деревянного около 3 тыс. лет назад начали применять кельты. Это сделало колеса более прочными, а колесницы в целом более подвижными и легкими, что значительно помогло в освоении новых территорий.

Появление колеса дало толчок развитию ремесел. Наверно, нет такой области производства, где бы не использовалось колесо. Блоки и лебедки в строительстве, гончарный круг, прялки, водочерпальные и мельничные колеса, зубчатые передачи и шкивы служат людям многие столетия. Еще большую роль колесо сыграло в эпоху промышленной революции трудно найти механизм, который не имел бы в своем устройстве хотя бы крохотного колесика или передачи. Точные механизмы, в том числе астрономические приборы и хронометры, также не могут обойтись без этого изобретения.

С течением времени колесо находило все новые сферы применения, однако его основная функция транспортная оставалась неизменной на протяжении многих веков, и никаких революций в ней не происходило. И только XIX век принес открытия, сделавшие передвижение на колесном транспорте более удобным и приятным.

В 1846 г. Роберт Уильяме Томпсон, английский инженер-железнодорожник, получил патент на прародительницу пневматической шины, сделанную из прорезиненной ткани. Шина состояла из двух частей: камеры и наружного покрытия. Камера изготовлялась из нескольких слоев парусины, пропитанной и покрытой с обеих сторон раствором натурального каучука или гуттаперчи. Наружное покрытие состояло из соединенных заклепками кусков кожи. Вся конструкция крепилась на обод болтами, в ней был предусмотрен клапан, через который шину накачивали. Широкого практического применения «воздушное колесо» не нашло, а после смерти изобретателя было и вовсе забыто.

Через 40 с небольшим лет ветеринар из Шотландии Джон Бойд Данлоп наблюдал за своим сыном, который катался по двору на велосипеде. В те времена велосипеды были громоздкими, с металлическими ободами, они со скрежетом подпрыгивали на каждом камешке. Данлоп заметил, как мягко амортизировал толчок резиновый шланг для поливки, на который наехал велосипед. Он отрезал кусок шланга по размеру окружности велосипедного колеса, заварил в кольцо, приспособил ниппель и... стал известным на весь мир изобретателем пневматической шины, на которую получил патент в 1888 г. Сейчас фирма Dunlop один из крупнейших производителей автошин.

Два года спустя британский инженер Чайлд Уэлтч предложил отделять камеру от покрышки, вставлять в края покрышки проволочные кольца и сажать ее на обод, который впоследствии получил углубление к центру. Тогда же англичанин Барлетт и француз Дидье независимо друг от друга разработали способы монтажа и демонтажа шин. Все это определило возможность применения пневматической шины на автомобиле. Создатели современных покрышек постоянно меняют их химический состав и рисунок протектора, благодаря чему автомобиль становится более маневренным, увеличивается сцепление с дорогой, уменьшается износ шин.

Велосипед с пневматическими шинами Данлопа.

Деревянное колесо со спицами.

Другим важным нововведением стал шариковый подшипник. Еще в Древнем Египте при транспортировке самых тяжелых грузов катки подкладывали непосредственно под перемещаемый предмет, притапливая их в специально вырытых бороздах. В бороздах, задающих направление движения, каткам было легче вращаться. Изобретение конусного шарикоподшипника приписывают Леонардо да Винчи. В 1907 г. шведский инженер Свен Вингквист изобрел первый самоустанавливающийся сферический шарикоподшипник. В том же году новинка попала на рынок.

Подшипник это своего рода колесо в колесе. Трение между осью и ступицей возрастает с увеличением скорости, и его невозможно устранить при помощи даже самой лучшей смазки. Но если между осью и ступицей поместить гладкие стальные шарики, ступица своей внутренней поверхностью будет катиться по шарикам, а шарики, в свою очередь, по оси. Шарики в подшипнике находятся между двумя кольцами, при этом внешнее кольцо примыкает к ступице, а внутреннее к оси. Существует также роликовый подшипник, в котором между кольцами вместо шариков находятся стальные ролики, похожие на маленькие катки.

Изменилось за последние два столетия и само колесо. Деревянные спицы были заменены легкими стальными, в конструкции появилась центральная втулка. В 1920-х годах были выпущены первые колеса с дисками из легкого сплава. Сегодня колеса изготавливают из специальных очень прочных и легких алюминиевых сплавов.

Можно было подумать, что к XIX в. технический потенциал колеса и возможности его видоизменения оказались полностью исчерпаны, однако оригинально мыслящие люди нет-нет да и находили ему новое применение. Например, в 1893 г. изобретатель Джордж Феррис представил на промышленной выставке в Чикаго новый аттракцион. Вращаемое при помощи паровых машин колесо диаметром 75 м поднимало 36 прикрепленных по ободу кабин на 60 человек каждая. Первое колесо обозрения, позволявшее пассажирам полюбоваться панорамой выставки, пользовалось огромным успехом, а сегодня оно является непременной принадлежностью парка аттракционов даже небольшого провинциального городка.

Впрочем, инженеры не оставляют колесо в покое и по сей день. Например, разработка с гибким эластичным ободом помогла избавиться от существенного недостатка низкой проходимости по бездорожью и болотистой местности. Такое колесо способно изменять форму от круглой до эллиптической в зависимости от нагрузки, чем обеспечивается лучшее сцепление с поверхностью. А для езды по глубокому снегу или песку можно использовать даже квадратные колеса. Вероятно, чем проще изобретение, тем больше вариантов его использования, а значит, колесо не раз еще продемонстрирует себя в новом облике.

Колесо обозрения на Всемирной выставке в Чикаго. 1893 г.

Колесо в космосе

Первым небесным телом, на котором появилось колесо, стала Луна Произошло это 17 ноября 1970 г., когда советская беспилотная станция «Луна-17» доставила на поверхность спутника Земли первый луноход. Он двигался на восьми колесах с легким сетчатым ободом, и каждое колесо имело свой электромотор.

Изобретение колеса является величайшим достижением в области механики за всю многовековую историю человечества. Считается, что появилось это древнейшее устройство в бронзовом веке. Согласно археологическим исследованиям первые древние колеса относятся к периоду 3500—1000 до н. э. и найдены в местах, где был довольно высок уровень цивилизации, где люди были знакомы с металлом, освоили выплавку из него различных металлических изделий. Так, в Месопотамии обработка металла достигла высочайшего уровня развития и дала толчок к появлению первых колесных повозок. Создание первых двух- и четырехколесных повозок относят к 3500 году до н. э., они были найдены в Месопотамии на месте, где был древний город Киш.

Предполагают, что прообразом колеса были бревна-катки, которые ложились под тяжелые каменные глыбы, стволы деревьев или другие тяжести, которые необходимо было перемещать на большие расстояния. Возможно тогда появились первые наблюдения за вращающимися телами и их свойствами. Со временем было замечено, что каток с более тонкой серединой, чем по краям, передвигался более равномерно, его меньше заносило в стороны. Благодаря таким наблюдениям катки стали обжигать в середине, делая ее тоньше, а края оставались без изменений. Сегодня такое приспособление называется «скат».

Дальнейшие усовершенствования привели к тому, что от бревна осталось на концах два валика, а между ними — тонкая ось. Позже валики стали делать отдельно, а затем они жестко крепились с осью. Так появилось колесо и первая повозка. Жесткое крепление колес с осью приводило к тому, что они вращались вместе с ней. Это приспособление было удобно при движении повозки по прямой дороге, на поворотах же, где они вращаются с разной скоростью, тяжело груженная повозка могла сломаться или перевернуться. Колеса вырезались из целого ствола дерева, отчего колеса и повозки были очень тяжелыми. Для передвижения в такие повозки стали запрягать животных. Повозка с такими колесами была найдена при раскопках в древнем индийском городе Махенджо-Даро. Чтобы уменьшить вес колеса, в нем начали делать вырезы, укрепляли поперечными скрепами для жесткости.

После того, как люди освоили металл и научились выплавлять различные металлические изделия, появилось колесо с металлическим ободом и спицами. Это колесо было защищено от ударов о камни и вращалось во много раз быстрее. Огромным достижением стало изобретение колеса со ступицей, которое насаживалось на неподвижную ось. Колеса при этом вращались независимо друг от друга. Для того, чтобы уменьшить трение колеса об ось, ее смазывали дегтем или жиром. Запрягая в повозки лошадей, увеличивалась скорость их передвижения.

Появление транспортных средств повлечет за собой строительство первых дорог и первых мостов. Помимо использования колеса, как транспортного средства, оно нашло применение и в других сферах жизни. Так, использование колеса в гончарном круге тоже относится к бронзовому веку. Водяное колесо использовали древние римляне еще в первом веке до нашей эры. Ровесницей железного века считают прялку, которую изобрели в Индии или другой стране Азии около 1000 лет до нашей эры. Ветряная мельница с колесом на вертикальной оси существовала в Персии уже в Х веке, в Европе она появилась в ХII веке, правда колесо крепилось на горизонтальный вал.

По-видимому, колесо придумали люди, которые жили на азиатском континенте. Возможно, что образовались первые колеи для колес несколько тысяч лет тому назад. Основываясь на обнаруженных следах во время раскопок, можно предположить, что цельный кусок камня или дерева представляли собой первые колеса. Они имели округлую форму. Так что, услышав вопрос «где изобрели колесо?», вы можете смело ответить, что Азия была родиной первого колеса. Именно в Азии еще с незапамятных времен было известно колесо. В этих странах огромное значение имело передвижение тяжелых предметов с помощью колеса. С Азии и на Восток стали распространяться колесные средства транспорта.

Кто придумал колесо

Самой большой и не решённой загадкой истории является до сих пор изобретение колеса. Если верить археологическим находкам, то возраст первого колеса насчитывает несколько десятков веков. Оно было найдено в районе Месопотамии. До изобретения колеса, грузы передвигали с помощью такого транспорта, который в наше время называется сани. Так кто изобрел колесо? Вот это и есть загадка всего человечества. На шумерской пиктограмме (35 век до н.э.) было найдено первое изображения колеса. А вот на полуострове Малая Азия было изобретено первое колесо со спицами. На сегодняшний день этот полуостров относится к Турции. Вскоре, а именно в 20 веке до н.э., это изобретение достигло границ Китая, Европы и Индии. Изначально колеса использовали для перевозки людей в колесницах. Затем же применение колеса стало шире – изобретали виды транспорта для передвижения груза по территории Египта. А вопрос, кто изобрел первое колесо, все еще остается открытым.

В Древней Греции широко применяли различные повозки и колеса, а затем стали распространяться они и в Риме. В Америке повозки и колеса стали использоваться только после прихода на ее земли европейцев.

Что касается других стран и континентов, то там для перевозки людей использовали животных (ослы, лошади, ламы, яки, верблюды и другие). Груз переносили на голове, плечах и спине, позже начали также использовать животных, а потом уже и различный транспорт.

54 Просмотров

С чего началось изобретение колеса?

Все исследователи сходятся во мнении, что первое колесо было изобретено в 3500 году до н.э., правда это приблизительная дата, возможно, оно появилось и раньше, но принято считать, что первое колесо появилось в Месопотамии, на территории современного Ирака. Есть один факт, что колесо изобрели при кочевой жизни, когда люди перестали скитаться. Люди стали разводить хозяйство, засевать поля, заводить домашний скот, строить города. Стала развиваться торговля, и перемещение на далекие расстояния с большим грузом стало сложно, вот тут и появилась такая идея. А идея началась с поваленных бревен, когда их начали катить.

Затем кроманьонцы изобрели рычаг, каким способом они вышли на такое новшество? Они заметили, что при нажатии на подложенную палку под бревно, оно катилось, при следующем нажатии, бревно катилось дальше. Так при помощи палки или рычага перекатывали уже несколько бревен. За тем, кинув бревна уже поперек другим, обнаружили, что бревна, таким образом, передвигаются, как бы на платформе из тех же бревен.

В древнем Египте передвигали с помощью бревен огромные каменные сооружения. Со временем было замечено, что каток с более тонким строением посередине, чем по краям передвигался равномерно, и меньше заносило в сторону. При таком выводе, катки стали обжигать посередине для получения тонкого центра. В конце концов, такое бревно приобрело форму похожую на ось и два колеса по краям, только по структуре одно монолитное сооружение из бревна.

Следующий этап,

валики стали делать отдельно, которые крепились осью, так появилась первая повозка, которую тянули волы. Именно с этого момента считалось изобретение колеса. Жесткое позволяло крутиться колесам вместе с ней, это двигало повозку по прямой дороге, но на поворотах являлось сложностью, попросту такое сооружение тяжело повернуть и часто на поворотах повозка просто могла перевернуться.

Прошло немало времени, когда люди научились обрабатывать металл, что привело к использованию металлических изделий в колесном сооружении. Еще одним революционным скачком в развитии колеса стало использование спиц, после того, как научились работать с металлом, деревянные спицы заменили металлическими, а еще немного позже появился обод с металла. Так появилось колесо с металлическим ободом и спицами. Такое колесо вращалось в несколько раз быстрее, предыдущего. Через пару веков колеса стали полностью из металла.

Самым большим изобретением в те времена стало , которое насаживалось на неподвижную ось. В таком исполнении, колеса вращались не зависимо друг от друга. Между ними, конечно, происходило трение, и для уменьшения смазывали места трения дегтем или жиром. С такими колесами еще долгое время передвигалась телега уже с запряженными лошадьми. Колесо использовали в повозках, а так же появилось водяное колесо, нашлось применение еще во многих сферах деятельности человека, такие как гончарное дело, строительное и т.д.

Но вернемся к колесу, которое дало развитие транспорта. В середине 18 века, появилось новое исполнение колеса, шина , о создании которой тоже существует своя история. И так шли года, столетия, примитивное бревно дало толчок к появлению транспорта и, усовершенствуясь, пришло в наше время в таком издании, как мы видим уже сегодня. Древнее коло (колесо), которое означает движение, в нашей цивилизации продолжает видоизменяться, и никто не знает, какое оно будет через века.

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.