Кто и когда изобрел автомобильное колесо?


old-car

Колесо было изобретено около 5 тысяч лет назад и дало колоссальный толчок к развитию человечества. Благодаря прогрессу в науке и технике люди стали увеличивать скорость своего перемещения по суше, одновременно желая, чтобы это происходило максимально комфортно. Деревянные колеса со стальными ободами, которые громко громыхали при переезде различных неровностей, перестали устраивать еще пассажиров конных экипажей. Самым главным же преимуществом стальных ободов была их абсолютная невосприимчивость к гвоздям от подков, которые в изобилии валялись на дорогах тех лет.

В середине XVIII века на фоне большого интереса к «слезам дерева» — так европейцы называли засохший сок амазонской гевеи, который впоследствии назвали каучуком, были предприняты попытки обуть деревянный диск в резиновый бандаж, который именовали грузолентой или гусматиком. К томуже, с изобретением первых самобеглых колясок у колеса появилась новая функция: оно должно было уже не просто катиться по дороге с минимальным сопротивлением, но еще и передавать земле крутящий момент от двигателя, как бы отталкиваясь от дороги и одновременно цепляясь за нее в те моменты, когда нужно было быстро остановить машину. При этом требования к низкому коэффициенту трения качения остались, ведь мощность первых двигателей исчислялась десятыми долями лошадиной силы, поэтому первые автомобили оснащались гусматиками.

Тем временем скорость автомобилей росла. Цельные резиновые обода недостаточно хорошо демпфировали дорожные неровности и не выдерживали скорости более 20 км/ч, так как сильно нагревались, и несовершенная резина тех лет начинала расслаиваться. На рубеже XIX и XX века, когда автомобили стали более мощными и быстрыми, изобретатели автомобилей обратили внимание на разработку Джона Бойда Данлопа, который, будучи врачом, еще в 1887 году, поливая газон и наблюдая за тем, как его сын катается на велосипеде (разумеется, на цельнорезиновых колесах), заметил, что при переезде велосипедом поливочного шланга последний сильно сжимался, прогибаясь под нагрузкой.

Mercedes-Old-Car

Данлоп замкнул кусок шланга в кольцо и приладил к нему клапан, пропускающий воздух внутрь камеры и не позволяющий ему выйти наружу. Новая идея прижилась настолько, что именем господина Данлопа сейчас называются спортивные и дорожные покрышки. Спустя год, Чайлд Кингсти Уэлтч предложил разделить шину на камеру и покрышку. Камера оставалась резиновым кольцом, а покрышка образовывалась благодаря двум стальным кольцам и резиновой перемычке между ними.


Возникает резонный вопрос, почему камерная, или как ее позже стали называть, пневматическая шина была изобретена еще в конце 80-х годов XIX века, а прогрессивно мыслящие автостроители задумались о ее применении на своих детищах только спустя полтора десятилетия, спустя колоссальный период времени, принимая во внимание скорость, с которой двигался в те годы научный прогресс? Все дело в том, что первоначально шина была далеко не такой, какой мы ее привыкли видеть сейчас. Вначале покрышку изготавливали из парусинового бандажа, который наматывали в 4—8 слоев, а затем покрывали слоем резины и вулканизировали.

Операция это была весьма трудоемкая, а срок службы такой покрышки даже на велосипеде был мизерным. Большой проблемой была установка и снятие износившейся или проколотой покрышки (вспомните о гвоздях для подков, валяющихся на дорогах). Проблему шиномонтажа временно удалось обойти изобретением быстросъемного обода, который отделялся от основной части колеса. Таким образом, водители возили с собой запасные покрышки, уже закрепленные на ободе. В 20-х годах прошлого столетия широкое применение получила система, которой мы пользуемся до сих пор — колесо целиком снималось с машины, а на его место устанавливалось запасное.

old_car-new-orleans

Ввиду того, что жесткость парусинового корда была невысокой, колесо приходилось накачивать до очень высокого давления (5—9 бар). Это иногда приводило к взрыву покрышки, который мог повлечь за собой даже опрокидывание машины. Поэтому в инструкциях к машинам тех лет подробно описывалось, какое давление в шинах надо устанавливать в зависимости от загрузки автомобиля, качества дороги и предполагаемого времени безостановочного движения. Несколько последующих десятилетий шины совершенствовались в основном по пути повышения износостойкости. Так, первые покрышки компании Michelin при номинальном давлении 4 бара были способны преодолеть всего 130 км, выпущенная в 1923 году первая шина с кордом требовала давления 2,5 бара, а ее ресурс составлял 15 тысяч км.

О рисунке протектора, которому сейчас уделяется столько внимания, в то время еще никто не задумывался. Покрышки были абсолютно гладкими или несли на себе рисунок, основной задачей которого было выделить собственную продукцию на фоне конкурентов. Так, компания Firestone, в настоящее время входящая в состав концерна Bridgestone, наносила на свои шины беспрерывно повторяющуюся надпись Firestone Noskid (не скользят), которая отпечатывалась на дороге, где проезжала машина, обутая в подобные покрышки. Появлением осмысленного рисунка протектора шины обязаны российскому заводу «Проводникъ», который выпускал покрышки «Колумбъ» с протектором в виде елочки. Как случайно выяснилось, такие покрышки меньше забивались глиной и имели лучшую проходимость.

Как ни странно, начиная с 30-х годов прошлого столетия и до настоящего времени шины изменились не так значительно, как за первые 50 лет своего существования. Изобретены новые химические составы резины, вместо стального корда стал применяться капроновый, большие работы проведены по оптимизации рисунка протектора, но основные элементы шины, разработанные еще в начале XX века, остаются неизменными.