Колеса с углами: Изобретаем велосипед
«Изобретением велосипеда» называют бессмысленное повторение и переоткрытие давно пройденного и известного, и совершенно напрасно. Современные инженеры, можно сказать, постоянно изобретают велосипед, внося все новые усовершенствования в его конструкцию и отдельные детали — и мы регулярно освещаем самые интересные проекты. Вспомним хотя бы удобнейшую планетарную трансмиссию («За плавный ход»), гусеничный привод («Апгрейд до танка») и массу поразительно остроумных и сложных решений, которые используются в новейших гоночных велосипедах («Рогатый руль»).
Изобретением велосипеда занимается и китайский рационализатор Гуань Байхуа (Guan Baihua), 50-летний офицер из города Циндао. Больше того, он изобретает заново самую консервативную деталь велосипеда — колеса. Вместо понятных всем круглых он предложил кататься на колесах пяти- и треугольной формы (спереди и сзади, соответственно).
Для китайцев велосипед — главный вид транспорта, популярностью затмевающий автомобили. Но велосипед с угловатыми колесами средством передвижения не станет. По словам изобретателя, поездка на нем требует больше усилий, чем на обычном велосипеде, и скорее всего, он найдет свою нишу в качестве экзотической игрушки и более эффективного тренажера. Впрочем, все, кто пробовал прокатиться на нем, удивляются вовсе не трудности кручения педалей, а неожиданной плавности езды.
Действительно, казалось бы, угловатые колеса неизбежно должны создавать при качении существенную тряску — но ее Гуаню Байхуа удалось снизить благодаря прекрасному знанию геометрии и настоящей китайской хитрости.
Состоит она в том, что стороны пятиугольника и треугольника (обода колес) не являются строго прямыми отрезками, они выгнуты наружу. В итоге фигуры являются не привычными нам пятиугольником и треугольником, а образуют т.н. фигуры Рело, границы которых образует кривая постоянной ширины.
К таким фигурам относится круг: проведем к нему две параллельные касательные и начнем мысленно вращать. Круг не будет никогда отрываться от этих касательных и никогда не пересечется с ними: ширина его остается постоянной. Для круга это очевидно, но можно построить и другие, многоугольные фигуры постоянной ширины.
Хотя большинству эти фигуры кажутся экзотикой, они широко и довольно давно используются в механике и технике — к примеру, в грейферном лентопротяжном механизме старых кинопроекторов, или в роторно-поршневых двигателях Ванкеля (которые стоят, скажем, на автомобилях Mazda RX-8).
Если же вернуться к велосипеду Гуаня Байхуа, то это означает, что седло при вращении, казалось бы, угловатых колес остается почти на постоянной высоте относительно земли, качка лишь ненамного превышает привычную. Езда остается все тем же удовольствием для вас — и намного большим для публики, которая непременно соберется поглазеть на «сумасшедшего байкера».
