Было изобретено первое колесо. История создания колеса

Нередко даже самые образованные люди не могут сходу дать четкий ответ на простой вопрос о самых обыденных вещах. В памяти сохраняется масса нужной и не очень информации, которой человек пользуется ежедневно на работе или в быту. Но вот некоторые знания стираются напрочь, так как не применяются на практике, хотя могут быть и интересны. Например, сможете ли вы четко рассказать, кто изобрел колесо, когда и при каких обстоятельствах? А ведь это – вопрос из школьной программы, причем средних классов!

Первые упоминания

Изобретателями пра-пра-колеса принято считать жителей древней Месопотамии шумеров. В захоронениях этой народности были найдены колесницы, представляющие собой подобие кресла, установленное на деревянные оси с закругленными катками по бокам. Приблизительная дата захоронения – 2700 год до нашей эры.

Однако многочисленные наскальные рисунки свидетельствуют, что первые изображения круглого колеса были сделаны намного раньше – примерно в 4-ом тысячелетии до нашей эры. А форма диска была известна еще за 25 тысяч лет до нашей эры, как свидетельствуют амулеты из костей мамонта, символизирующие солнце. То есть, уже тогда люди понимали, что диск может вращаться, перекатываться под воздействием внешнего толчка. Только не применяли пока что это знание в практических целях.

Не все открытия в истории имеют однозначное имя изобретателя. Например, до сих пор спорят о том, кто изобрел радио .

При строительстве египетских пирамид использовались тележки, уложенные на бревна, которые перекатывали по специальным рельсам. Позднее было замечено, что когда со временем в центральной части бревно истирается, груз на нем удерживается надежнее. Так появились цельные деревянные оси с круглыми катками по бокам. А где было изобретено колесо, отдельное от деревянной оси, с ободом и спицами, впервые?

Первые примеры, уже напоминающие современное колесо, применялись в Египте, Древнем Риме и Греции. Изготавливались они все еще из дерева, зато уже имели спицы – количество их зависело от диаметра колеса. А примерно в 3-ем тысячелетии кельты стали делать эту деталь из железа. Чтобы она не так громыхала, обод обтягивали кожей животных.

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.

Долгое время считалось, что в природе нет ничего, аналогичного по форме и назначению колесу. Существовала гипотеза, будто идею подкинули древним пришельцы из других миров. Однако не так давно было сделано феноменальное открытие на основе археологических раскопок. Был обнаружен скелет парнокопытного дикого животного, напоминающего вепря. Конечности его заканчивались… колесообразными округлыми костяными наростами!

Открытие стало настоящей сенсацией. Ученые и по сей день не пришли к единому мнению, что же это такое на самом деле: результат естественной эволюции природы, аномальная мутация или действительно последствия экспериментов внеземных цивилизаций.

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.

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).

Современная гипотеза создания колеса

Слово «колесо» происходит от праславянского «коло» и праиндоевропейского «кел-со» и обозначает «вращение». От этого же корня происходит название «колесница».

По последним данным исследователей, история изобретения колеса берет свое начало из Европы. Самые ранние глиняные колеса были найдены при раскопках трипольской культуры на территории современных стран (Румынии и Украины), которые датированы 5 тыс. до н. э. Более «поздние» находки сделаны в районах Германии, Польши и на Северном Кавказе. Древние захоронения людей вместе с колесницами были обнаружены недавно на границе между Арменией и Грузией в верховье реки Куры (4-3 тыс. до н. э.).

Одним из праобразов колес считаются древние каменные жернова для размалывания зерен в муку. Первые колеса делались из глины, камня и только потом из дерева.

Появление колес в Месопотамии

По другой гипотезе история появления колеса берет свое начало в Месопотамии (современный Ирак) и Египте, где предшественниками колес считаются катки, которые использовались при строительстве (4 тыс. до н. э.).

Праобразом колес служил известный способ передвижения при строительстве египетских пирамид огромных каменных блоков с помощью катящихся бревен (катков), который был не очень удобен, но показал людям возможность использования круглых предметов для переноски грузов. Аналогично научились передвигать грузы и шумеры, которые также использовали бревна для передвижения тяжестей.

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.

Появление колесниц

История возникновения колеса свидетельствует о том, что вместе с повозками для перевозки грузов, люди начали делать и средства передвижения для людей. Так появились и первые колесницы, в которых запрягали ослов, буйволов и мулов, т. к. лошади в те времена еще не использовались. Первых лошадей и нужные им породы древние люди научились выводить только во 2 тыс. до н. э. На колесницах передвигались только зажиточные люди и военные.

Чаще всего колесницы использовали во время военных действий. Боевые колесницы были распространены в странах Месопотамии, Египте и других. Об их важном значении в те времена говорит тот факт, что богатых и почитаемых сограждан (чаще всего царей) хоронили вместе с их колесницами.

Устройство этих средств передвижения развивалось постепенно. Вначале это были массивные платформы, на которых стояли воины, метающие во врагов дротики, или лучники. Древнеегипетские колесницы уже более легкие и маневренные.

Появление и развитие таких устройств способствовало революционным изменениям в военном деле. Использование такого боевого и быстрого транспорта часто являлось решающим и давало возможность одержать победу над врагами.

Еще одним скачком в революции колеса стало изобретение и использование спиц, вначале деревянных, затем и металлических. Применение спиц позволило сильно облегчить вес самих колес и всей колесницы. Следующим шагом было изобретение обода для колес.

Дальнейшая история развития колеса связана с Европой и кельтами. В период 1500-1000 гг. до н. э. они начали использовать металл для обода, и затем колеса стали полностью металлическими, как и колесницы. А вот грузовые телеги так и остались деревянными.

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.

Было ли колесо в Америке

До сих пор остается невыясненным вопрос о существовании колеса у американских индейцев. Испанские конкистадоры, приплыв в Америку, не обнаружили никакого колесного транспорта, однако раскопки свидетельствуют, что у детей инков, ацтеков и майя были игрушки с колесиками. Видимо, военное нашествие испанцев затормозило этот процесс, и история колеса в Америке не нашла своего логического продолжения.

Аналогичные находки — миниатюрные изображения игрушечных колесных повозок были обнаружены археологами и в странах Европы.

Использование колеса в других устройствах

Постепенно колесо стали применять и в других устройствах. Со временем оно нашло свое применение для водяных устройств, по записям ученого Витрувия уже в 1 в. до н. э. водяные колеса распространились и в Древнем Риме. Использовались два вида таких колес: подливное (для медленно текущих рек) и наливное (на быстрых горных речках).

При строительстве люди также стали пользоваться грузоподъемным блоком, основу которого также составляет колесо. Позднее колесо нашло еще одно применение — для прядения шерсти была создана прялка. По историческим данным, она была изобретена около 1 тыс. до н. э. в Индии и близлежащих районах Азии.

Совершенствование устройства колеса

Несколько тысячелетий история колеса почти не продвигалась в своем развитии. И только в середине XVIII века, наконец, появилось новое усовершенствование — были изобретены шины. Первые шины на колеса делались из плотной ткани (парусины) и только затем их стали изготавливать из резины.

Одним из толчков к дальнейшему совершенствованию стало изобретение в 1817 году немецким профессором К. фон Дрезом первого велосипеда, более похожего на деревянный двухколесный самокат (его назвали «дрезиной»).

Появление и совершенствование колеса — самое эпическое изобретение, которое подтолкнуло человечество к началу транспортной революции, в которую в XIX веке включился железнодорожный транспорт (устройство которого также основано на использовании колес) и речной — с открытием паровой машины запущены первые колесные речные пароходы.

Следующим шагом в истории стало создание автомобилей, и уже тут устройство колеса претерпело массу усовершенствований, которые продолжаются и до наших дней.

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.

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.

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.