Z dziejów koła Pierwszy okres w dziejach koła rozpoczął się od jego

Z dziejów koła
Pierwszy okres w dziejach koła rozpoczął się od jego wynalezienia. Nie wiadomo, kiedy i jak to
nastąpiło. Wynajdywanie koła mogło być procesem, którego początkiem mogła być sytuacja
podobna do tej wziętej z życia pewnego przedsiębiorcy.
Pod nieobecność przedsiębiorcy przywieziono do jego domu zamówiony ciężki transformator.
Pracownicy mieli go przetransportować do pomieszczenia w pewnej odległości od bramy, gdzie
transformator pozostawiła firma dostawcza. Po jakimś czasie z domu wyjrzała żona przedsiębiorcy.
Zobaczyła bezczynnie stojących dwóch pracowników i transformator tam, gdzie został postawiony.
Na pytanie, dlaczego nie przenieśli transformatora odpowiedzieli, że jest za ciężki do przeniesienia
przez dwie osoby. Po krótkim zastanowieniu się niewiasta podała pracownikom dwie szczotki, aby
użyli ich trzonki do przetoczenia transformatora. Pracownicy zrobili jak im powiedziała i
transformator trafił na właściwe miejsce. Nie mogli przy tym nadziwić się temu pomysłowi, który –
jak podają encyklopedie – zastosowano po raz pierwszy przy podobnej okazji przed ponad 55
wiekami.
Podłożony pniak umożliwił przesunięcie jakiegoś ciężkiego kamienia czy też może czegoś innego.
Dalej już poszło łatwo, bo wystarczyło tylko kombinować i oszczędzać materiał.
Zamiast używać kilku pniaków wystarczyło jeden pniak pociąć na plasterki. W powstałych w ten
sposób kołach należało tylko przewiercić otwory w ich środku i przymocować kołkiem do jakiejś
deski. Powstała pierwsza platforma transportowa. Dalej to już następowały tylko zmiany tworzywa
i rodzaju powozu poruszającego się na kołach.
Po dokonaniu tak doniosłego wynalazku nikt nie przypuszczał, że można go jakoś poprawiać. Cóż
bowiem może być doskonalsze od koła?
A może w każdym obszarze życia pierwszych ludzi były rozmaite preteksty by zastosować w
praktyce figurę, jaka powstaje po wytyczeniu linii w stałej odległości od pewnego punktu. Może
zdolność do wytyczenia takiej linii uznał ktoś za znak od jakiegoś bóstwa opiekuńczego i w
podzięce umieścił tę figurę na ołtarzu, nie szukając innych jej zastosowań.
W każdym razie koło bez żadnych zmian w jego zasadzie konstrukcyjnej przetrwało aż do początku
wieku XIX.
Drugi okres w dziejach koła rozpoczął się w 1836 r. Wtedy to 40 letni emigrant z nieistniejącej po
rozbiorach Polski zlekceważył przekonanie, że najlepsze dla transportu jest doskonałe koło z
centryczną osią obrotu. Nawet nie przejął się tym, że utarło się już przekonanie, że robić coś
zbędnego to tak, jakby na nowo wynajdywać koło.
Był to Józef Hoene Wroński (1796 – 1853). Swoim zwyczajem rozumowanie zaczął od zera, czyli od
nicości. Zapytał o warunek tego, by było możliwe przemieszczenie bezwładnego obiektu za
pomocą niewielkiej siły motorycznej. Oczywiście pomiędzy tym obiektem a nieruchomym gruntem
musiało być coś ruchomego. Nazwał to „ruchomą drogą” albo „cyrkulacją”.
Ta „ruchoma droga” jest kołem poruszającym się po gruncie. W stosunku do niego porusza się
synchronicznie, czyli o taki sam kąt, drugie koło. Te z kolei jest przymocowane do pojazdu. Osie
obu kół są przesunięte względem siebie w pionie, przy czym oś koła większego znajduje się
powyżej osi koła mniejszego. Zarazem oś koła mniejszego może przesuwać się poziomo przed oś
koła większego. Aby zapewnić synchroniczność ich obracania się, oba koła muszą być połączone.
Jest to możliwe na dwa sposoby.
Jeden to połączenie ich za pomocą szprych, tak jak w zwykłym kole. Przypomina to klasyczne koło,
z tą różnicą, że szprychy są elastyczne i mogą zmieniać swą długość. Jest to konieczne gdyż w
czasie obracania się oś mniejszego koła znajduje się poniżej osi koła większego.
Dodatkowo do poszczególnych szprych można doprowadzać jakiś gaz lub ciecz i w ten sposób
napędzać to koło. Byłby to rodzaj silnika nisko obrotowego, o zaletach którego nie trzeba nikogo
przekonywać.
Drugi sposób wynika z obserwacji, że w czasie synchronicznego ruchu obu kół, dowolny punkt na
obwodzie mniejszego koła zatacza okrąg na tle większego koła. W celu połączenia obu kół należy
więc w większym kole wyciąć równomiernie na jego obwodzie tyle okręgów ile miałoby być
szprych koła, a na obwodzie mniejszego koła zamocować tyle samo małych kółeczek, które mogą
poruszać się po tych kołach obwodowych. W takim przypadku mniejsze koło nie musi być kołem
lecz np. wielobokiem łączącym małe kółeczka albo dowolną inną figurą.
I oto cały wynalazek. Został opatentowany w 1836 r. Nic więcej jednak się nie stało. Mimo
zbudowania kilku prototypowych modeli koła w zmniejszeniu – których nieco podrdzewiałe
egzemplarze są pieczołowicie przechowywane w Bibliotece Kórnickiej PAN – nikt nie zdecydował
się na jego stosowanie. Nadal stosowano koła które obracały się wokół swojej centralnej osi.
Dzięki temu zwykłemu obracaniu się kół poruszały się rozmaite pojazdy. Poza tym działały
rozmaite mechanizmy, np. zegarowe. Ale tych mechanizmów nie dotyczyło wynalezione koło o
przesuwnej osi. Ten uśpiony okres w dziejach koła trwał 177 lat.
Oryginalny model pojazdu z kołami Hoene Wrońskiego
przechowywany w Bibliotece Kórnickiej PAN
Trzeci okres w dziejach koła rozpoczął się w lipcu 2013 r., gdy zasada działania nowego koła została
ponownie odkryta na podstawie pozostawionych przez wynalazcę opisów i rysunków. Pomocna
przy tym była animacja komputerowa, dzięki czemu można było zaobserwować nieznane dotąd
zjawisko, jakim jest powstawanie na tle dużego koła śladu po punkcie z obwodu małego koła
podczas jego synchronicznego poruszania się z tym dużym kołem. Zachodzi ono tylko wtedy gdy
osie obu kół są przesunięte względem siebie. Bez konieczności budowania fizycznego modelu
można było ten ślad zaobserwować na ekranie komputera. Jednak współczesnych niedowiarków
to jeszcze nie przekonało.
Dwa sposoby połączenia koła dużego z małym.
Czwarty okres w dziejach koła rozpoczął się pół roku później po zbudowaniu modelu w skali 1:10,
dzięki któremu można było przekonać się, że pojazd z takim kołem może się poruszać. Jednak na
modelu nie można było zaobserwować podstawowej własności koła, jaką jest wspomaganie ruchu
przez siłę grawitacyjną. To dopiero można było doświadczyć na kole w skali 1:1.
Współczesny model pojazdu z kołami Hoene Wrońskiego
Piąty okres w dziejach koła rozpoczął się po zbudowaniu realnego prototypu pojazdu. Miał w tym
swój udział znajomy przedsiębiorca, który zachęcił do wykorzystania roweru, do którego
wystarczyło przecież dołączyć dwa koła wg pomysłu Hoene Wrońskiego. Tak też się stało i pierwszy
pojazd ze wspomaganiem grawitacyjnym powstał 9 sierpnia 2014 r. (w 161 rocznicę śmierci
wynalazcy).
W zmodyfikowanym o nowe koła rowerze ujawniły się w pełni cechy tego uogólnionego koła, choć
może nie tak jak tego się spodziewano. Na skutek użycia stalowych elementów kół, pojazd okazał
się bardzo ciężki ok. 50 kg). Mimo to lekko ruszał na najmniejszym trybie przerzutki i po gładkim
asfalcie jechał tak, jakby to był zwykły rower. Czyli niby nic nadzwyczajnego.
A jednak to był przełom. Albowiem oznaczało to, że siła grawitacyjna ujawniła swe działanie
wspomagające nożny napęd. Przy czym siła wspomagania dopasowuje się do podłoża, po jakim się
jedzie. Na skutek tego wysiłek związany z poruszaniem się nie zależy od rodzaju podłoża. Wysiłek
ten wzrasta dopiero przy jeździe pod górkę.
Przy tej okazji okazało się, że zwykły rower to coś nienaturalnego. Do poruszania się bowiem
wystarczyłoby jedno koło. Jednak na jednym kole nie tak łatwo się utrzymać i potrzebne jest
dodatkowe kółko, aby nie przewrócić się do tyłu albo do przodu. W ten sposób z „cycle” musiał
powstać „bicycle”.
Dopóki nie było pedałów oba koła były o takiej samej średnicy. Potem przednie napędzane koło
stało się nienaturalnie wielkie. Gdy napęd przeszedł na tylne koło – a przednie służyło tylko do
sterowania – oba koła stały się znów jednakowe.
W zmodyfikowanym obecnie dwukołowym rowerze, jedno koło jest napędzane momentem
obrotowym pochodzącym od pedałów, a drugie jest pchane siłą przyłożoną do osi mniejszego koła.
Wprawdzie w obu przypadkach obrót dużego koła jest wspomagany grawitacyjnie, ale na razie nie
wiadomo, czy nie zwiększa to wysiłku związanego z jazdą. Może przednie nienapędzane koło
powinno być zwykłym kołem?
Ale najlepiej by było, aby z nowym kołem przywrócić stan naturalny i konstruować rowery
jednokołowe lub z dwoma kołami ale jedno obok drugiego. Wtedy bowiem wspomaganie
grawitacyjne miałoby okazję ujawnić się najpełniej. Pomocą w utrzymaniu równowagi jest to, że oś
koła mniejszego znajduje się poniżej osi koła dużego.
Dotychczas powszechnie używane koło jest więc szczególnym przypadkiem nowego koła. Jeśli
bowiem w nowym kole utrzyma się stałą długość szprych, albo gdy średnica kół obwodowych
będzie zerowa, to otrzyma się tradycyjne koło z centralna osią, wokół której obracają się oba koła.
Oznacza to m.in., że punkty z obwodu mniejszego koła nie poruszają się względem większego koła.
Dlatego małe koła jezdne są zbędne a oba koła mogą być połączone na stałe.
Ta szczególna postać koła może być nadal używana w szczególnych okolicznościach. Jednak w
transporcie powinno być stosowane koło Hoene Wrońskiego.
Od pierwszej próbnej jazdy na rowerze z takimi kołami, kolejny okres w dziejach koła będzie trwał
nieprzerwanie aż do skończenia świata (jeśli w ogóle miałby taki nastąpić).
Nic więcej w sprawie koła się nie wymyśli. Albowiem wynalazek ten nie powstał w wyniku
obserwowania rzeczywistości, lecz jako wynik spontanicznego rozumowania. Dzięki temu zostały
apriorycznie sformułowane warunki dla zrealizowania przemieszczania się obiektów na lądzie.
Warunkiem tym jest koło wg pomysłu Hoene Wrońskiego. Na podstawie obserwowania praktyki
można było co najwyżej wynaleźć tradycyjne koło z centralną osią.
Zastosowanie tego pomysłu będzie przynosić mnóstwo nowych konstrukcji pojazdów lądowych i
wodno-lądowych, które trudno nawet sobie wyobrazić, a dotychczasowe pojazdy zmienią się nie
do poznania. Na skutek drastycznego zmniejszenia zapotrzebowania na moc silników napędowych
pojazdów zmniejszą się równie drastycznie koszty transportu. Dzięki temu zmniejszą się ceny
niemal wszystkich wyrobów, do których wytworzenia i dostarczenia niezbędny jest transport.
Praktycznie dotyczy to wszystkich wyrobów.
Ponadto wzrośnie mobilność ludzi. Przybierze ona wreszcie formy naturalne. Zdolność do
poruszania się będzie mogła być wykorzystywana indywidualnie przez poszczególnych ludzi bez
konieczności zabierania przestrzeni innym ludziom dużymi pojazdami indywidualnymi i bez
potrzeby szukania chętnych do wspólnej jazdy dużym pojazdem komunikacji zbiorowej. Łatwość i
taniość indywidualnego poruszania się zmieni styl życia niemal wszystkich ludzi na Ziemi.
Józef Okulewicz