Колесо - одно из древнейших изобретений, которое заложило фундамент для дальнейшего развития человеческой цивилизации. Ещё за тысячи лет до нашей эры люди поняли - катить проще, чем носить на себе.
Отдельные теории предполагают, что первые колеса использовали в быту, а не для передвижения: мельничные жернова и гончарные круги могли стать прообразом изобретения для более комфортной переноски тяжестей и перевозки людей. Самая ранняя находка, которая говорит о создании колеса, датируется последней четвертью пятого тысячелетия до нашей эры. В археологическом раскопе возле румынского города Яссы исследователи обнаружили глиняные модельки колёс от игрушечных повозок.
Колесо начало путь развития от обычных бревен – катков, которые подкладывали под тяжелые грузы. Веками конструкцию совершенствовали: облегчали, укрепляли, добавляя спицы и металлические обода, полностью начали делать из железа. Сегодня колеса – это сложные электронные и механические устройства.
Без лишних маневров
Проблемы самых первых колес, которые с трудом справлялись с поворотами, давно в прошлом. А новые прототипы облегчают и параллельную парковку на улицах города – заехать в «карман» между двумя автомобилями можно фактически боком.
Одна из технологий так и называется – всенаправленное колесо. Они позволяют машине двигаться боком и разворачиваться без лишних маневров, практически на месте. В основе конструкции – ролики или диски по окружности, которые могут вращаться перпендикулярно направлению вращения колеса. Видеодемонстрация изобретения, установленного на автомобиль, появилась в интернете 5 лет назад. Но сама идея всенаправленного колеса была запатентована в 1919 году. В основном такие колеса используют при производстве роботов.
Технология, похожая на всенаправленное колесо – это «шведское колесо», или, как его чаще знают, «колесо Илона» – по имени его изобретателя Бенгта Илона. По окружности колеса тоже установлены ролики, как и на всенаправленном колесе, но они расположены под углом в 45 градусов к оси колеса. Машина на колесах Илона способна скользить влево и вправо, передвигаться под углом, не разворачивая корпус транспорта или разворачиваться на месте. Транспорт на таких колесах двигается боком с минимальной силой трения и, в отличие от гусеничного транспорта, который тоже может разворачиваться на месте, не портит покрытие. Технология востребована, в частности, при производстве складских погрузчиков, где нужна максимальная маневренность.
Голый обод
Избавиться от спиц в пользу эстетики, плавного хода и лучшего торможения, но за счет высокой цены и излишней «нежности» конструкции, которая чувствительна к деформациям. История орбитальных колес без спиц и ступицы началась в начале ХХ века, когда перспективным видом транспорта выглядел моноцикл – единое колесо, где внешний диск вращается, а неподвижный внутренний предназначен для установки двигателя и водительского места. Фактически – большой подшипник, которым является и орбитальное, или осмос-колесо.
На наружный диск колеса крепится шина и тормозной диск, внутренний связан с подвеской. Больше популярны именно мотоциклы с орбитальными колесами, хоть встречаются и проекты автомобилей. Конструкция позволяет делать транспорт с изменяемым вылетом вилки: больше для устойчивости на больших скоростях и короче для маневренности на низкой скорости.
Несмотря на футуристически-привлекательный дизайн и определенные технологические преимущества, такие конструкции колес не стали популярны. Сложность конструкции значительно повышает цену транспорта, а детали колеса, расположенные близко к земле, быстро загрязняются.
Чтобы мягче ехать
Отдельные технологии предлагают включать в конструкцию колеса амортизирующие элементы. Так, например, в колесах loopwheel спицы заменили петлями из упругого материала. Концы ленты крепятся к ступице, в середине петля упирается в обод колеса. Центр колеса фактически «плавает» на этих петлях внутри обода, смягчая ямы на дороге и бордюры. Такие колеса используют для инвалидных колясок, но выпускаются и модели для велосипедов.
Для автомобилистов, которые часто попадают в разнообразное бездорожье, был разработан концепт колеса, которое можно трансформировать в зависимости от состояния трассы. Спицы roadless wheel складываются и раздвигаются: на асфальте и камне колесо становится тоньше и выше, на вязких участках складывается, чтобы увеличить площадь соприкосновения с поверхностью.
Разнообразие прототипов
Компании во всем мире продолжают изобретать колеса, экспериментируя и отказываясь от проверенных вариантов. И большинство разработок остается в стадии проектов или концепций, не вытесняя с рынка опробованные варианты.
Технологии безвоздушных шин предлагают избавиться от опасности саморезов на дорогах: колеса, практически полностью сделанные из резины – единая деталь без покрышки и камеры. Производители говорят, что они прослужат дольше, снизят расход топлива и меньше шумят.
Другие разработки предлагают отказаться от сезонной смены резины. Ожидается, что появятся покрышки, которые смогут выдвигать из резины шипы по нажатию кнопки.
Колеса становятся самостоятельными сложными системами, которые могут следить за состоянием дороги и меняться в зависимости от необходимости, передавать информацию водителю, и даже вырабатывать электричество для поддержания систем автомобиля. Древнейшее изобретение, которое сегодня напоминает первые конструкции только формой.
Фото: okanakdeniz / ru.123rf.com
По материалам из открытых источников
