阿瑞氏轮毂小课堂:从蛮荒到火星 载动人类文明的轮子史

轮子作为六大经典简单机械之一(斜面、杠杆、滑轮、螺旋、楔、轮轴),虽然看似只是简简单单一个圆,但这个圆的每一次革新,都带来了人类文明的巨大进步。

什么是圆?早在公元前400多年前的春秋战国时期,先贤墨子就曾经给出了精准的对于“圆”的定义:一中同长也。从一个中心点到边的每一个位置都是同等长度,这样的形态保证了运动的时候重心不变,不会因重心起伏而消耗动力。同时由于滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力,这样的特性用于搬运重物,比起肩扛手提或者拖行等传统的人力方式而言,无论效率还是省力程度都大大增加。

远古人类在明白这些理论知识以前就已实际利用圆的这一特性来搬运猎物或者其他重物。滚动的树干加上一个平面,虽然跟今天相比极为粗糙不便,但在人类文明史上却有着举足轻重的意义。据说公元前2500年的古埃及人就是使用这种方式移动重达百万吨的巨石,修建起如此宏伟的金字塔。

但是不断把一根根圆木反复移动到前面,本身就是一件非常费力的事情,有没有可能让圆木固定在要搬运的物体上,不用搬来搬去呢?6000年前,美索不达米亚的苏美尔人已经知道把一根完整的圆木截短成一截截短木桩,中间挖个洞用树干相连,上面架设木板造成了早期的车。这个粗糙却伟大的发明不但具备了今天轮子的雏形,更开启了轮子历史上一个极为经典而永恒的课题:轻量化。在实际使用中,人们不难发现更轻的轮子更省力,运动起来也更灵活。从完整的圆木到短木桩,堪称轮子轻量化道路上的第一座里程碑。今天我们可以在苏美尔人的壁画甚至文字记载上看到对这种带有轮子的车辆的记录,但至于这是不是最早的带轮子的车,其实考古正在不断刷新我们对此的认知。

苏美尔人的车历史意义重大,但是在使用过程中不难发现有一些非常致命的问题,比如短木桩本身强度不足,载重量有限;再比如树干并不见得会生长成一个完美的正圆,要找一棵适合做轮子的树本身就不大容易;还比如早期轮轴相对固定的连接方式既不结实也不方便。所以公元前2600年,同样是在人类文明起源的两河流域,我们可以看到在当时的战车上启用了木板拼接而成的轮子,板与板之间有梁相连,最重要的是实现了轮轴分离,使用的时候轮动轴不动,在往后的数千年之间,车的形态基本都来自于这一雏形。

车的发明再次给人类文明带来巨大的改变,有了车,让人类得以远行,并且携带较重的物品远行,不同地区的人得以相互交流,人的迁徙带来了文明的交汇融合。今天的地球村有飞机轮船火车网络相连接,而这一连接最早的起源就是粗糙的木轮车。

但是木板轮还是太重了,尝到了轮子轻量化好处的人们不难想到,如果在木板轮上掏几个洞,那不就更轻了吗?这一思路最终形成了辐条,至此今天轮子的基本部件:轮辋、轮毂、轮辐、轮轴全部齐备。

谁发明了最早的辐条,其实并不可考,也并无定论。一般倾向于各个文明分别发明出了辐条。据中国传说,发明辐条的是大禹治水时期的奚仲,他将黄帝时代流传下来的车进行了全方位的改进,并且发明了连接轮毂与轮辋的轮辐,使车在行进过程中更加灵活,也更加舒适。大禹因此封他为车服大夫,历史也留下了奚仲造车的记载。

木头毕竟不是一种经受得住长期磨损的材质,人们很快发现轮毂与车轴相连接的位置非常容易损坏。于是随着冶金技术的发展,人们又发明了更加耐磨的金属轴承。我们不知道轴承发明的具体时间,但是早在春秋时期就已经有了对轴承的记载,称之为“车軎(音未)”。车軎的出现避免了轮毂与轮轴的直接摩擦,大大增加其使用寿命。同时支撑起车轮减少晃动,而且进一步增加了轮子转向时的灵活性。

随着人需要运输的货物越来越重,路程越来越远,木质不够结实的局限再次显露出来。于是人们把木轮的边缘包上铜箍或者铁箍,以增加其强度。当然,不是没有人尝试过使用铁质的轮子,然而由于铁轮太重,行动远比木轮费力,而且对传统土路的破坏极大,所以未能流行开来,很快被废弃了。

直到大规模采矿日渐发达,人们需要一种比把矿石背出来更好的传输方式,而矿场路面崎岖,碎石磷峋,普通的车也难以行进,于是人们不得不铺上平整的石板,可是往矿洞里铺石板难度何其之大?就有聪明的人铺设木质轨道,包以铁皮,终于让矿石源源不断地运了出来。木轨最终进化成了更耐腐蚀,更能承重的铁轨,而有了铁轨之后,更能承重的铁轮也终于有了用武之地,火车的雏形由此诞生。

说回民用车,木质车轮发明数千年以来一直面临一个问题,那就是古代的路面实在不够平整,车又没有减震,一天的车坐下来说人被颠散架了还真不是夸张。于是有个叫固特异的人想到,能不能用柔软有弹性的橡胶包裹车轮来减震呢?但是当时的天然橡胶有一个无法回避的问题,那就是遇热会变黏,碰上低温又会变硬失去弹性。为了解决这一缺陷,毫无科研基础的固特异开始往橡胶中掺杂各种材料来做实验,这种神农尝百草式的研究方式不可避免的花费巨大且进展缓慢,也让固特异债台高筑,甚至一度因此锒铛入狱。但他毫不气馁,出狱后继续研究,直至1839年,才偶然发现掺入硫磺的天然橡胶能够有效解决这些弊病。但是掺入多少?什么时候掺?要不要其他添加剂?从初步发现到最终确定正确的温度和配方又耗费了5年的时间。1844年,固特异终于为他的硫化橡胶轮胎申请了专利。这种新型橡胶比天然橡胶弹性更高,耐热耐磨损,经久耐用。高温下不会变黏,低温下也依旧能够保持弹性,遇到有机溶剂也不会溶解。可是固特异最终并没有在这一发明上获得什么好处,直到他潦倒去世,还欠了20万美元的债务。

固特异发明的实心橡胶轮胎被使用了近40年,由于实心橡胶过于沉重,弹性又太强,甚至能把人从车上颠飞,很不安全。有一个叫邓禄普的人因为儿子骑车摔伤,从浇水的橡胶软管得到启发,在1888年发明了充气轮胎。充气轮胎保留了橡胶的弹性,又有空气来进一步减震缓冲,同时大大减轻了重量。轮子的安全性和轻量化这两大指标再一次得到了增强。

可是充气轮胎发明之后一直只运用在自行车等轻型车辆上,没人相信充气轮胎可以承载起沉重的汽车。为了打破这一偏见,米其林兄弟将充气轮胎安装在汽车上,并于1895年6月亲自驾驶安装充气轮胎的汽车参加法国巴黎汽车比赛,出色的发挥终于让人们相信了充气轮胎的安全性。之后为了更好地防滑,人们给充气橡胶轮胎表面加上花纹,又发明了更加耐磨的子午线轮胎,轮胎终于发展成了我们如今所看到的样子。

今天,固特异、邓禄普和米其林都是非常著名的轮胎品牌,这些为轮胎发展做出杰出贡献的伟人的名字,正在以另一种方式被人所牢牢记住。

说回轮子本身,随着车辆的动力从人力、畜力转变为机械动力,也随着更加坚硬的路面的出现,钢铁材质的轮子终于再次从铁轨上下来,跟充气轮胎一起组成了我们今天所看到的汽车。但是人类没有放弃过对于轻量化和高强度这两个轮子的终极课题的追求,而随着科技的发展和商业化大生产的实现,很多原本只能使用在航空航天等高精尖领域的高端材料也成功实现了民用化、普及化。今天更轻、强度更高、散热性更好的铝合金车轮已经大幅度代替了传统的钢铁车轮,而镁合金、碳纤维、稀土合金等材质的价格也在越来越亲民。让人振奋的是,中国正在轮毂制造领域迎头赶上,某些方面甚至还隐隐领先。比如上海阿瑞氏(aruis)汽车轮毂独有的DPT铝合金纳米净化成型技术,通过稀土材料的添加和控制精准的热处理,让轮毂无论在轻量化还是强度上都能够远超同类产品,辅以经过改进的最新旋压技术和复合锻造技术,让国产铝车轮摆脱代工和低端的刻板印象,成功打出了高端、尖端的品牌形象。

人类会就此满足吗?我想不会。因为材质与工艺的进步永不停息。今天中国玉兔二号月球车所使用的筛网轮,单个重量仅有几百克(NASA火星车所使用的轮子也是类似结构)。还有彻底抛弃轮毂与轮辐,只保留轮圈的空心轮;可以随意转向,让停车从此再也不是难题的万向轮和球形轮;可以在轮子和履带之间切换形态的变形轮;让人再也无需担心爆胎的免充气轮。人类文明的发展不会止步,轮子的进化也永远充满无限可能。

#每日一善[超话]##每日一善# #阳光信用#
【指路不吞必hui 不带tag hui lian】
我希望在你的Fendi里@FENDI
找一个Gucci的角落@GUCCI
我希望在你的Tiffany@TiffanyAndCo蒂芙尼
像一个粉色的Tom Ford@TOMFORD汤姆福特
希望在你L V@路易威登
有CELINE和BVLGARL@BVLGARI宝格丽
压心底 压心底 还有阿玛尼@Armani阿玛尼
不能忘记你 心里想兰博基尼@兰博基尼
浪漫的夏季 还有施华洛世奇@SWAROVSKI施华洛世奇

向善是一种文明,也是一种光明。善良之举,需要人人拥有,善良之歌,需要人人唱和。让我们一起轻掬季风,淡挽流云,抚一弦清音,让幸福在平凡、平淡中盛开如兰,让善良之歌在红尘的原野里辗转悠长。让我们一起心存善良和大爱,微笑着,走过季节的轮回。

#每日一善[超话]# [抱一抱]#每日一善#
一起保护大自然
与社会携手做公益
关爱唇腭裂儿童
关怀需要帮助的人
多看央视新闻关心社会
我们都要有爱心
爱护大自然人人有责
爱护小动物从你我做起
少年强则中国强!儿童是祖国未来的希望
我希望在你的里
找一个Gucci的角落
我希望在你的Tiffany
像一个粉色的Tom Ford
希望在你L V
有CELINE和BVLGARL
悄悄过去 留下纪梵希
压心底 压心底 还有阿玛尼
不能忘记你 心里想兰博基尼
浪漫的夏季
给我一辆粉红的法拉利
看看报纸

向善是一种文明,也是一种光明。善良之举,需要人人拥有,善良之歌,需要人人唱和。传播正能量是一份积极的心态,使自己的内心充满自信、豁达、愉悦、进取;使别人感到暖和、温馨、亲切、友善。心存感恩之心,身行积德之善; 从善者吾近之,从恶者吾远之; 百年养善不足,一日毁之有余; 行善不必人知,积德无需他晓 ​。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 2021.05.22拙和葱葱大師美絕湊趣☘️☘️摄影来自夏溪盛澤,誠謝!☘️☘️ #幸福乌托邦[超话]##落字含香[超话]##古风[超话]##中国诗词大会[
  • [小红花]104.9 腾讯视频会员年卡~~[小红花]98 爱奇艺会员年卡~~[小红花]88 优酷视频会员年卡~~[小红花]123 京东plus年卡+爱奇艺vip
  • 你在身边时我总以为这辈子就这样啦,也很开心啦,就在我们都在满怀期待时在我刚开始接受时,你就去当兵啦,连个拥抱都没有就异地1000多公里,而且连打电话都是奢侈,没
  • 又一位经销商来找我要书单[嘻嘻] 我一直觉得,创业是要贯穿时间长度的事情,创业想要厚积薄发,不读书是不行的因为读书给你带来三样东西:情怀 胸怀 气质情怀:对世界
  • !!
  • 根据饿了么官方预测,该功能默认开启后,预计每天有近2000万饿了么用户的隐私安全得到保障。以太小丑是一款由区块链接技术为主体由IAC平台为宣传开发的游戏,区块链
  • 晚安晚安 重~磅~消~息:今日11点 【Hape】 80粒益智积木玩具 1-6岁登陆限时购:大V价158元,可用20红包!总有那么些时候你的努力不计任何结果不惜
  • 5、人生中许多错误都是由于人们忘了到底想要追寻什么而造成的。8、投资需要这样集中素质:第一,理智与智慧;第二,完善的经营之道;第三也是最重要的一点,那就是坚韧不
  • 作时我们全力以赴休息时我们热情奔放一群人,一个方向凝心聚力,共创未来为了打造积极向上,团结协作的团队,创建温馨、和谐、包容的团队氛围,调动员工们的工作热情,进一
  • 「58兼职」「一米兼职」「兼职APP」[色]乜宦溉撑赐毡拐粕杀绕杜拇鸥镭刨辆[耶]人生在世你草木一秋我一闪一灭你转瞬之间我你我都轻如云烟你渺如微尘我但就是无数个
  • ”叶伏天负手而立,同样以平静的声音开口道:“无论你是否出手都无所谓,觉醒境,你们随便上吧,或者,一起也行。王者荣耀5月15防沉迷》王者荣耀防沉迷一男子把爸爸砍了
  • 而每一个像他一样奔跑在路上的人也都值得被尊重因为追寻梦想的我们真的很美莫道来日方长,我就在你身旁。 每个优秀的人,都有一段沉默的时光那一段时光是付出了很多努力忍
  • #神灵开启天人合一[超话]#晚风吹拂舒爽惬意平静生活甜美慰籍心灵新样模式重启岁月如歌时光静谧大地芳香春天气息五谷生长阳光沐浴何以笙箫奏响神曲大爱播种灵魂收取至圣
  • 和青麦不搭,草味会重,明天试试牛奶,做牛油果奶昔。营养价值与奶油相当,享有森林奶油的美誉,听说吃了牛油果一秒变城市中产哦。
  • 何宝荣像一个长不大的孩子,他任性、花心,觉得自己无论走多远,只要回头都能看到原地等他的人,只要他说“不如我们重新来过”黎耀辉就会张开手再次拥抱他。而最后发现并不
  • [泪][泪][泪]秒秒钟萌化我的心[泪][泪][泪] 她真的从小可爱到大!视频的时候发现瘦的脸上的肉都比在我家的时候少了,可能是真的不开心吧[泪][泪][泪]下
  • 下巴短,奴仆宫有凹陷,晚年运势不佳,会比较劳碌,建议多积功德,方能安度晚年。两个温柔美好又敏感的灵魂小心翼翼地相遇,彼此吸引,彼此靠近,后来在现实的因素下被迫分
  • 原系福建 中医药大学附属医院神经内科及内科中心教研室主任、教授,中国中西医结合神经病学专业委员会学术委员坐诊时间:周二、五全天坐诊地点:同济大学附属天佑医院 微
  • 在说有几种形式前,先来回答大家比较关心的一个问题,为什么很多车型上都有配备座椅加热,但配备座椅通风的却比较少?但今天给大家推荐的太师椅是完全不用考虑这个因素的,
  • 失而复得的母子俩抱头痛哭,众人在感动的同时更多的是不解:孩子为什么会大半夜的光着身子站在外面哭泣?等她走近人群看到了我连哭带笑!