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技术历史、技术、我们身边的事物
自行车。 发明和生产的历史
自行车（古法语 velocipede，源自拉丁语 velox“快”和 pes“腿”）是一种轮式车辆，由人力通过脚踏板或（很少）通过手柄驱动。 最常见的是两轮自行车，但也有三轮车。 与其他交通工具相比，自行车具有不可否认的优势。 它价格便宜，不需要燃料，也不会污染大气。 它的机动性和机动性也很强，这对于交通拥堵频繁的大城市尤为重要。 还有一个无可争辩的优点：骑自行车是一种很好的体力活动，是一种对抗缺乏运动的有效手段——一种久坐不动的生活方式。 所有这些都有助于自行车在各国的普及率稳步增长。 例如，在荷兰，14 万居民拥有大约 10 万辆自行车。 现代自行车的原型——celeerifer（字面意思是“速度制造者”）于 1791 年首次出现在法国。 Mede de Sivrak 伯爵的这项发明与今天的模型几乎没有相似之处：两轮踏板车，带有木框架，没有踏板或方向盘。 前轮没有转动，所以他们只骑在一条直线上，用脚推离地面。
1792 年，德国军官、巴登亲王的管家兼护林员卡尔·弗里德里希·德雷兹（Karl Friedrich Dresz）为 celeerifer 配备了可转向的前轮。 第一辆带踏板和方向盘的自行车是由农奴铁匠阿尔塔莫诺夫在俄罗斯制造的。 正是在它上面，第一个骑自行车的人从乌拉尔的 Verkhoturye 滚到了莫斯科。 一群人聚集在霍丁卡球场上，惊奇地看着阿尔塔莫诺夫那辆令人惊叹的两轮车。 阿尔塔莫诺夫的马车命运悲惨：它被添加到皇家珍品收藏中，很快就被遗忘了。 1818年，法国人迪纳在他的国家为“有轨电车”申请了专利，第一次称它为“自行车”，即“快脚”（来自拉丁词“velox”——快速和“ pedis”——脚）。 1830年，德国人菲利普·菲舍尔制造了一辆前轮两米长的马车，配有踏板，后轮很小。 他用一根杆连接车轮的前叉，并在上面放了一个鞍座。 同年，英国人柯克帕特里克麦克米伦改进了这种新颖性：他将带有杠杆机构的摆动踏板连接到后轮上，后轮比前轮大，两个轮子上都放了铁箍。 1853年，德国人莫里茨费舍尔制造了一辆前轮带踏板、后轮带刹车的马车。 很长一段时间，自行车都是用木头做的。 1867 年，Cowper 发明了非常轻的车轮，轮毂悬挂在金属丝辐条上。 1869年，出现了带有金属框架的自行车。 与此同时，法国人米肖首先组织了自行车的工厂化生产。 同胞 Michaud Thévenon 发明了由橡胶制成的自行车轮胎，法国制造商 Surirei 是第一个在自行车中使用滚珠轴承的人。 这是一项非常重要的改进，一年后的 1870 年，英国发明家劳森引入了从踏板到后轮的链传动。 然后骑自行车的人的速度增加了很多，以至于他可以与骑马竞争。
自行车在 80 世纪 90-1885 年代获得了现代外观。 1888 年，都柏林兽医邓禄普为他 XNUMX 岁儿子的自行车轮子安装了由古塔胶管制成的充气轮胎，并用亚麻带固定在轮辋上。 他还想出了一个阀门，可以轻松快速地为车轮打气，但不会让空气排出。 男孩骑了这辆自行车很长一段时间，没有引起任何人的注意，直到一位来访的推销员对这辆自行车的轻松移动感到惊讶，并赞赏它并向发明者指出他的发现的价值。 直到 XNUMX 年，邓禄普才获得了专利，很快就开始了充气轮胎的商业生产。 它们迅速传播到世界各地。 我们的同胞 G. Ivanov 通过提供单独制造的腔室和轮胎对其进行了改进。 1880 年代，人类经历了新的“自行车热潮”。 1890年以来，自行车工业开始飞速发展。 今天，自行车根据各种标准进行划分。 按消费者年龄 - 儿童、青少年和成人； 按轮子的数量——单轮、二轮、三轮和四轮； 按骑手人数 - 单人、双人、惊悚和大量座位； 按目的地 - 男士和女士，旅行，折叠，旅游，运动和特殊。 此外，这些组中的每一个都有自己的分类。 所以，运动自行车分为公路、田径、山地、领跑者、创纪录等。 最大的改进在于运动自行车。 他们的设计师一直承受着来自运动员的压力：提供一辆能让您领先竞争对手至少几秒钟的汽车。
1989 年，美国人 Greg Lemond 成为著名的环法自行车赛冠军，仅以 77 秒的优势击败银牌得主 L. Fignon。 在 85 年的 XNUMX 场这样的比赛中，这是第一次，胜利是如此令人难以置信。 Lemond 的成功是因为他在方向盘上使用了支架附件。 它只是一个形状复杂的软垫管，旨在支撑骑手的肘部。 骑手向前倾斜并靠在上面，在不降低运动力量的情况下，提高了他的流线型。 1980 年代中期，美国公司 Profile 第一次制造了这样的前缀。 风洞测试表明，这种支撑使骑手每行驶 90 公里可增加 40 秒。 27 年环法自行车赛最后阶段（1989 公里）开始时，莱蒙德出局，输给了菲格农 50 秒。 然而，支架帮助美国人比法国人快了 58 秒。 菲农明白这一点。 已经在法国南部的下一场比赛中，他使用了这样的支架 - 并获胜。 自行车生产的设计和技术发生了巨大的变化。 自 1930 世纪末以来，框架已由钢管制成。 XNUMX年代开始使用合金钢管。 英国公司“Reynolds”由钼和锰钢制成的管道是最受欢迎的。 管接头通常用联轴器连接并焊接。 制造商已经开始使用铝基合金，这种合金更轻，但有两个明显的缺点。 铝在焊接过程中会因受热而失去强度。 因此，从航空航天工业中借用的胶合代替了焊接，开始使用。 此外，铝在抵抗随着时间的推移导致裂缝和断裂的重复载荷方面比钢弱。 由于这种疲劳现象，铝制框架比钢制框架更早断裂，即使它们在强度方面相同。 由澳大利亚车手 F. Anderson 率领的荷兰车队在 1990 年环法自行车赛中使用了实心（非空心）车架，由 91% 的镁合金压铸而成。 这些镜框的发明者弗兰克·柯克（Frank Kirk）表示，它们在刚性和轻便性方面并不逊色于传统镜框，但制造成本要便宜得多。 一些公司选择生产树脂浸渍的碳纤维管。 公司“Luk”（法国）也开始使用与碳纤维网格混合的陶瓷纤维。 今天的自行车车架通常由碳纤维制成。 在其他组件中，自行车的创造者特别注意齿轮系和踏板。 链条传动在 1980 年代得到了极大的改进，当时山地自行车和全地形自行车很流行：粗壮、耐用、重型框架和宽尖刺轮胎。 当然，穿越沼泽或斜坡对齿轮机构的要求完全不同。 日本禧玛诺公司在驱动部件的制造上实现了超高精度，将齿轮数量增加到了16个，这样的驱动根本无法应付。 因此，该公司推出了另一项创新：变速杆从车架移至方向盘，并与制动杆结合在一起。 因此，骑手不需要以任何方式改变他的位置来改变速度而有损于流线型的要求。 该系统最初是为山地自行车创建的，现在它被用于赛车。 例如，现代德国保时捷自行车有 27 个齿轮。 此外，同一家公司的制动器的特殊设计使得减少制动拉索的行程长度成为可能，这相当于施加在制动器上的力增加了百分之三十。 这意味着，当他们以每小时超过 XNUMX 公里的速度沿着阿尔卑斯山口疾驰而下时，潇洒的赛车手甚至可以负担得起刹车。 踏板也得到了根本性的改进。 早在 XNUMX 世纪初，骑自行车的人就坚信，如果他们的腿用辫子绑在踏板上，他们可以跑得更快。 这导致了夹子（tuklips）的发明和使用带子将脚固定在踏板上。 这也得益于安装在踏板上的硬鞋。 但是夹子有几个缺点。 例如，他们可以在最不合时宜的时刻突然放松。 此外，紧带会导致疼痛并干扰足部的血液循环。 此外，有时它们可能成为死亡陷阱，因为在紧急情况下它们无法快速解开。 并且仅在 1985 年出现了克服以前型号缺点的踏板。 一年前，法国实业家和自行车手伯纳德·塔皮 (Bernard Tapie) 收购了滑雪固定器制造商 Luk。 他推动工程师们着手开发一种新型踏板，比如滑雪板固定器。 事实上，一种用于脚的夹子被开发出来：脚稍微向一侧猛拉——然后它就从踏板上松开了。 这样的运动对于骑自行车的人来说是不寻常的，所以它不会偶然发生。 车队领队 Bernard Hinault 于 1985 年在意大利使用 Luk 的第一个安全踏板 - 并获胜。 他甚至表示，当他行走的那群骑手发生事故时，正是这个踏板救了他。 察觉到危险，他松开了扣子，在其他人倒下的时候，他设法保持了平衡。
最后，例如，我们给出了 XNUMX 世纪后期两辆自行车的特征。 西班牙运动自行车“Merida-matts”用于试验。 框架 - 铝。 前叉有减震器。 后轮的轴刚性地连接到车架上。 这辆自行车有 24 个齿轮。 它还配备了前照灯和发电机。 意大利自行车“兰博基尼”的车架由碳纤维制成。 轮子 - 带辐条。 这辆自行车在后轮上有一个盘式制动器。 它配备了车载计算机。 每个车轮都有不同的悬架，前一个是伸缩式的，后一个是摆式的。 作者：Musskiy S.A.
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