воскресенье, 24 апреля 2016 г.

Квадратное колесо

Когда хотят подшутить над неудачливым изобретателем, часто говорят ему, что он изобрел квадратные колеса. Мы слишком привыкли к тому, что колесо должно быть круглым. Картина, например, современного автомобиля, несущегося на квадратных колесах, не может не вызвать у нас улыбки. Прекрасная и неисчерпаемая тема для юмористов.
А с другой стороны, кто-нибудь из вас пробовал подняться на автомобиле или хотя бы на велосипеде по лестнице? Нет? И не пытайтесь. Вряд ли подобный эксперимент закончится благополучно. А вот автомобиль с квадратными или, точнее, с почти квадратными колесами просто незаменим для езды по лестницам. Если хотите в этом убедиться, посмотрите на рисунок.

Как быть, если надо поднять груз на вершину горы? Часто поступают так: используют не гладкие рельсы, а рельсы, имеющие форму своеобразной лестницы. Что происходит в этом случае, хорошо видно из рисунка.

Колеса не катятся по рельсам, а как бы взбираются по ним, переступая с зубца на зубец. Колеса подобной формы получили название зубчатых, а рельсы — уже не рельсы, а зубчатые рейки. Здесь для отталкивания колеса от рельсов совсем не используется трение, в том числе и трение скольжения. Зубец колеса давит на очередной зубец рейки, причем таким образом, что сила этого давления направлена вертикально вниз или под достаточно малым углом к вертикали. Иными словами, сила давления зубца колеса на зубец рейки почти полностью уравновешивает вес поднимаемого груза.
Несмотря на то, что сегодня нет ничего более логичного и понятного, кроме как простое, круглое колесо, ранее неоднократно предпринимались попытки изобретения и изготовления колес остроугольной формы. Наиболее запомнившимся среди прочих стал изобретатель Альберт Сфердд, которому удалось получить патент на разработку четырехгранного колеса, а было это в 1957 году.

Согласно проекту, колеса подобной конструкции могли стать оптимальным решением для грузовиков и военной техники, которой зачастую приходится преодолевать крутые склоны, заснеженную местность, грязь или песок. Как утверждалось, именно квадратные колеса способны обеспечить в таких условиях более плавный ход и эффективное сцепление с поверхностью. Помимо этого, благодаря специфике таких колес, автомобиль должен весьма уверенно себя чувствовать на ровном дорожном покрытии и даже развивать скорость до 60 км/ч.

Также утверждалось, что установленные на плавающую ось, колеса автоматически выравнивали свое положение по высоте относительно друг друга в положении "на ребре" и в нижнем положении, плашмя. Благодаря этому якобы и достигался эффект круглых колес.

Вопреки такой нелогичности и абстрактности данной задумки, разработкой активно заинтересовались американские военные. Более того, в 60-е годы было построено несколько вполне функциональных моделей для армии. Однако вскоре интерес к такой необычной разработке достаточно скоропостижно угас и о ней на длительное время попросту забыли.

Не так давно одна из известных экспертных команд США решила провести своеобразный эксперимент с колесами квадратной формы, дабы подтвердить, либо опровергнуть их потенциал, как альтернативы круглым аналогам. Для этого, были изготовлены колеса квадратной формы и установлены на пикап Ford F-Series. Также дополнительно пришлось разрабатывать специальные покрышки, поскольку производители авторезины подобных продуктов не изготавливают. Главная цель теста - проверка двух главных тезисов: могут ли квадратные колеса обеспечить автомобилю достаточно плавный ход даже при большой скорости, и действительно ли они имеют преимущество над круглыми колесами при подъеме по крутому склону.


Говоря по правде, эффективность колесных дисков квадратной формы была в некоторой мере оправдана. Хватило даже того, что автомобиль вообще смог тронуться с места. Основным отрицательным моментом на данном этапе стала ужасная тряска, корой машина подвергается при наборе скорости. Правда, при достижении определенной отметки на спидометре ход становится вполне себе плавным.

По окончанию эксперты признали пригодность квадратных колес для езды, но перспектива их серийного производства подвергается большому сомнению, т. к. за достаточно короткое время автомобиль потерять одно из колес и практически все покрышки. Что касается эффективности колес при подъеме на склон, то машины с круглыми и квадратными колёсами показали абсолютно одинаковые результаты.