В древние времена человеку в поисках пищи приходилось забредать все дальше и дальше от своего жилища, а затем добычу тащить домой на себе. По мнению ученых, человек, прежде чем ездить по суше, научился плавать. Первые лодки выдалбливались из толстого ствола дерева. Это были тяжелые посудины, и их также необходимо было как-то доставлять к воде. И, конечно, все эти тяжести приходилось тащить по земле. Гораздо проще это было делать, подкладывая сучья и ветки. Именно своеобразные сани-волокуши были самым древним приспособлением для перемещения грузов в пространстве. По мере накопления опыта «перетаскивания» было замечено, что груз идет лучше, если под него попадаются ветки и палки. Сначала люди специально выбирали дорогу по корням деревьев и упавшим мелким бревнам и веткам, а потом стали специально подкладывать под груз круглые палки. Так, примерно 20 тыс. лет тому назад, в эпоху палеолита, появились катки – прообраз будущих колес.
Изображения на стенах древних египетских пирамид прямо указывают, что гигантские каменные блоки могли перевозиться при помощи бревен, подложенных под них. Что это, как не катки? Катки до сих пор применяются при перемещении особо тяжелых грузов. Камень-постамент весом в 1500 тонн для статуи Медного всадника в Санкт-Петербурге был доставлен на место при помощи чугунных ядер-шаров, катившихся по специальным направляющим лоткам. Как предполагает ряд ученых, первые повозки были именно «катковыми». Выглядели они так: деревянная платформа опиралась на несколько круглых бревен, концы которых выступали за широкие края платформы. Чтобы бревна из-под нее не выкатывались, специальные брусья снизу платформы создавали своеобразные гнезда для катков. В процессе эксплуатации катки все время терлись о платформу, постепенно истираясь посередине, тогда как концы бревен сохраняли свой диаметр. Постепенно бревно превращалось в ось с двумя «колесами». Заметив, что на таких «катках» повозка едет легче, более равномерно, ее не заносит в сторону, люди стали специально обжигать середину бревен. Так появились «скаты». Не только грузовые телеги, но и первые двуколки были на таких «колесах». Модернизированные стальные скаты до сих пор используются на железной дороге, где ось неподвижно связана со стальными колесами.
Первые колеса были сплошными. Их изготавливали из ствола дерева, отпиливая кругляк нужной ширины. Такие колеса по причине известной хрупкости структуры дерева часто ломались от удара о камни. С приручением лошади повозки побежали быстрее. Но тут выяснилось, что сплошные колеса слишком тяжелы для быстрой езды. Тогда в них стали выпиливать отверстия и, чтобы не терять прочность, оставлять поперечные скрепы (чаще всего четыре). Колесо со спицами появилось примерно в 2700 г. до н. э., и третье тысячелетие до н. э. прошло под знаком составных колес. Большинство из них были изготовлены из 3 досок, скрепленных вместе деревянными шпунтами и стянутых кожаными шинами, прибитыми к колесу медными гвоздями. Шляпки гвоздей защищали обод от повреждений. Размеры колес могли достигать одного и более метров в диаметре. Еще довольно долгое время колеса изготавливались отдельно и затем жестко крепились на ось. Однако вскоре было отмечено, что на поворотах жесткая связь колес и оси часто ломается, так как колеса снаружи и внутри проходят разную дистанцию. Кроме того, такие повозки были излишне тяжелыми, неповоротливыми и не могли работать на высоких скоростях. Следующим крупнейшим техническим новшеством стало изобретение примерно в 2000 г. до н. э. ступицы. Теперь колеса насаживались на неподвижную ось и могли вращаться независимо друг от друга. Это изобретение дало толчок еще одной науке – трибологии (науке о трении). Для снижения трения стали использовать смазку из жира или дегтя. Так появилось именно КОЛЕСО как отдельный элемент. Но это лишь начало пути этого великого изобретения. Для защиты деревянного колеса от камней и т. п. использовали различные покрытия – от других пород дерева до кожаных ремней. Только с появлением металлической шины (а это были именно праотцы современных шин) колеса начали преображаться.
Первые железные шины были сегментными, и, хотя служили такие колеса лучше, они не выполняли свою работу на все 100. Первые цельные обручи были не очень удобными и громоздкими, требовали большого числа заклепок для удержания их на деревянном колесе. Затем стальной обруч стали нагревать, а после того, как металл расширялся, обруч надевался на деревянный остов, и после остывания, сжимаясь, он чрезвычайно прочно скреплял всю конструкцию колеса. Такие колеса были уже значительно более легкими. С развитием металлургии появились и полностью металлические колеса. Однако их конструкция, повторяющая своих деревянных предков, оставляла желать лучшего. Масса была слишком велика. Им на смену, с появлением прессов и сталепрокатных машин, пришли штампованные диски. Но были и иные ветви развития. В 1802 г. Г. Ф. Бауэр зарегистрировал патент на первую натяжную спицу. Лишь в 1869 г. В. Ф. Рейнольдс и Д. А. Найс включили это изобретение в свой велосипед Phantom Veloce. Эта проводная спица состояла из длинного провода, вставленного в обод колеса и закрепленного с обоих концов узлом. В следующие несколько лет этот провод превратился в натяжную спицу, которую можно встретить на современных велосипедах. Одно время такие колеса можно было встретить и на автомобилях. Но изготовление спицевого колеса оказалось слишком трудоемким процессом, и с 20-х годов XX века их полностью вытеснили стальные дисковые колеса. Производить дисковое колесо оказалось значительно проще. Обод изготавливался из стальной полосы методом прокатки, а сам диск – штамповкой. Обе детали сваривались или приклепывались друг к другу. В результате получалось относительно легкое, прочное, устойчивое к повреждениям колесо. Но самым главным плюсом таких колесных дисков явились их дешевизна и простота, наилучшим образом подходящая для массового производства.
Примерно в 60-х годах XX века появились легкосплавные колеса, изготавливаемые методом литья. Так называемые кованые легкие диски начали делать еще позже. Правда, истины ради стоит сказать, что, учитывая то, что первые металлические колеса в древние времена изготавливались кузнецами, кованые колеса все же более древняя разработка. История колеса еще далеко не окончена. Не так давно произошел один курьезный случай. Некий австралиец зарегистрировал патент на «круглое устройство, облегчающее перемещение», больше известное как колесо. Вряд ли он сможет воспользоваться своим патентом, но случаются и такие забавные факты. Какими колеса станут в будущем? Может, от них вообще откажутся, а автомобили, или что там будет, начнут летать над землей на антигравитационной подушке. Или еще чего нового придумает человек, лишь бы не ходить своими ногами. Однако кто знает, как бы пошла человеческая цивилизация без колеса. Возможно, мы бы сейчас летали или перемещались телепортацией. Древние мудрецы пророчили кончину Тибету с появлением там колеса. Древние могли и ошибаться. Но может статься, что колесо – самая удачная проделка дьявола?
Текст: Даниил Шургальский
Эта статья была опубликована 11 May 2006 г..
Доставка по всей Украине. ОПЛАТА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ. Установка приобретенного оборудования в Киеве.