آشنایی با اختراع چرخ در پنج نسل

اختراع چرخ یکی از مهم ترین اختراعات انسان بود که در هزارهٔ چهارم قبل از میلاد ساخته شد

اختراع چرخ

چَرخ یکی از ابزار گِرد میباشد که دارای کاربردهای گوناگونی است؛ ولی کاهش اصطکاک و تسهیل حرکت، اولین و مهم ترین کاربرد آن است. اختراع چرخ یکی از مهم ترین اختراعات انسان بود که در هزارهٔ چهارم قبل از میلاد در سرزمین باستانیِ سومر ساخته شد. گاهی اعتبار نخستین تصویر از اسباب نقلیه چرخ دار به فرهنگ حلف در سال های ۶۵۰۰ تا ۵۱۰۰ قبل از میلاد مسیح داده شده است ولی هیچ شواهدی نیست که حلفیان از اسباب نقلیه چرخ دار یا حتی چرخ سفال گری استفاده کرده باشند.

در هزاره پنجم پیش از میلاد مسیح در خاورمیانه یکی از اولین چرخ های مقدماتی، معروف به« چرخ کُند» بوده که در تپه پردیس ایران بین سالهای ۵۲۰۰ تا ۴۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح یکی از متقدم ترین نمونه های اختراع چرخ کند کشف شده است. جنس این چرخ ها از سنگ یا سفال بود و به وسیله ی یک گیره در مرکزشان به زمین بسته می شدند ولی تکان دادن آنها به انرژی زیادی احتیاج داشت. در آسیای غربی پس از دوران باستان، شتر جایگزین وسایط نقلیه چرخدار شد.

مسلماً اختراع چرخ برای انسان هایی با امکانات و ابزارهای اولیه و ساده، کار سختی بوده، ولی چرخ دستی های کوچک و ساده سبب شده بود تا کشاورزی و تجارت ساده تر شود و همینطور در بازارها موجب حمل و نقل سریعتر بارها و کاهش سنگینی بار در سفرها شد. امروزه نیز چرخ ها، نقشی اساسی در زندگی ما دارند؛ که از جمله ی آن ها می توان از ساعت های مچی روی دستمان تا توربین های غول پیکر یاد کرد !

نسل اول اختراع چرخ به صورت صفحه های چوبی بود

تاریخچه اختراع چرخ

بزرگ ترین شهر دولت سومر که مرکز آن در احاطه قبایل چادرنشین قرار داشت، شهر« اور» بود. انسان در این هنگام ، هنوز سواری را یاد نگرفته بود و اصلاً چیزی بعنوان سواره نظام وجود نداشت. قوم مهاجم با پیاده نظام نیرومند خود، از رود فرات به طرز غافل گیرانه گذشته و اور را به محاصره درآورده بود ولی در نزدیکی دروازه های اور، خود را برای حمله و تصرف آن آماده میکرد ، ناگهان دروازه باز شد. محاصره کنندگان فکر کردند که شهر قصد دارد تسلیم شود و از فرط خوش‌حالی هلهله کشیدند، ولی طولی نکشید که این هلهله به حیرت و سکوت و آن گاه بلاتکلیفی تبدیل شد، به علت اینکه تعدادی برج چوبی که هر کدام روی چهار صفحه یا چهار حلقه چوبی سوار بود و چهارپایان، آن ها را می کشیدند. چند سرباز در داخل هر یک از این برجها ، پناه گرفته بودند. برج نشینان به سربازان، تیرهای مرگبار پرتاب کردند و افراد صف مقدم آن ها از پا درآمدند. به این ترتیب، باستانی ترین شهر تاریخ، از سقوط نجات پیدا کرد.

این اولین مدرک مستندی بود که از چرخ نه تنها به طور واضح نام برده شده بلکه در جنگ، کاربرد مؤثر چرخ را مطرح کرده است. از این جهت پیشینه اختراع چرخ، دست کم به چهار هزار سال پیش از میلاد میرسد که مصادف با قدمت نخستین ارابه های جنگی تاریخ نیز است. ارابه های جنگی ابتدایی، سنگین و کند و به شکل صندوق بودند، یعنی بر روی آن اتاقی به شکل صندوق سوار می کردند.

چهار قسمت صندوق چوبی سوراخ هایی داشت که جنگجویان از طریق آن، تیر یا نیزه خود را پرتاب می کردند. این گردونه های اولیه، نخستین بار دو چرخ چوبی داشتند ولی بعد دارای چهار چرخ شدند، بعد از آن الاغ های وحشی خاصی به نام اوناگرآ آن ها را می کشیدند، نژادی که اکنون از آن ها اثری نیست. گاهی اوقات در اثر آسیب دیدن حیوانات، گردونه هم کارایی اش را از دست می داد و آسیب پذیر می شد ولی این اختراع چرخ عصر باستان، در انحصار سومری ها باقی نماند و سایر ملل هم بعد از گذشت چندی از آن ها الهام گرفتند و گردان های ارابه جنگی را برای خود ساختند.

اسپانیایی ها پس از پیاده شدن در سواحل آمریکا، دریافتند که با وجود تمدن پیشرفته سرخپوستان، هنوز از اختراع چرخ در تمدنشان بهره نبرده اند. البته بچه سرخ پوست ها یک وسیله بازی داشتند که آن وسیله، چهار چرخ داشت، ولی در تمدن آن ها عملا چرخ، کاربرد عملی نیافته بود!

ارابه های جنگی چرخ دار، سلاح راهبردی جنگ های باستانی بودند. مصری ها در زمان هجوم هیکسوس ها با آن آشنا شدند و یونانی ها، شاه زاده هایشان را به دربار هیتی ها برای آشنایی با ارابه های جنگی و تکنیک های ارابه رانی اعزام می کردند. البته ارابه رانی در آن هنگام ، به مهارت و تجربه فراوان احتیاج داشت به علت این که باید ارابه ها را با مهار چند رأس اسب در جاده های بسیار ناهموار می کشیدند و هدایت می کردند. در آن زمان رانندگی ارابه های جنگی مانند خلبان های هواپیماهای جنگی، یکی از عالی ترین مقام نظامی ها بود. از بین نجبا و افراد شایسته، ارابه ران های معمول را انتخاب می کردند و موقعیت اجتماعی خاصی پیدا می کردند. از این جهت ارابه رانی، یکی از مهم ترین مسابقه های المپیک های باستانی شد.

پنج نسل اختراع چرخ در حمل و نقل، تحولی بزرگ بوجود آورد

سوراخ وسط چرخ ها عامل بسیار مهمی در صفحات دایره ای بود که سبب شد برای آن نام چرخ را انتخاب کنیم. درصورتی که انسانها این سوراخ ها را ایجاد نمی کردند، اصولا اختراع چرخ در تاریخ اتفاق نمی افتاد. یک دوک نخریسی بسیار قدیمی، نخستین وسیله دایره ای چرخنده بود که وسط آن یک سوراخ داشت و در خاورمیانه در حفاری های باستان شناسی یافت شد.

انواع اختراع چرخ

- نسل اول اختراع چرخ به صورت صفحه های چوبی از جنس درخت سپیدار، قطور، سنگین، بدشکل ، ناهموار و بزرگ بودند. زیرا آن ها فاقد روکش فلزی بودند، روغن کاری نمی شدند و صداهای ناهنجاری حین حرکت داشتند و هر لحظه امکان جدا شدنشان از محور بود. پس از مدتی ابتکارهایی صورت گرفت و یک سیستم روغن کاری خودکار توسط سومری ها درست شد. آن ها برای این کار از چوپ درخت سپیدار در توپی چرخ استفاده کردند. چون این چوب، روغنی است، روغن از آن موقع حرکت چرخ به دور محور آزاد می شد. البته به تدریج این قسمت فرسوده می شد، ولی مزیتش این بود که چرخ با تعویض این توپی، درست می شد و به تعویض کل چرخ نیازی نبود. همین چرخ های اولیه چوبی، سبب تغییر زندگی بشر شد و آن ها را از رنج حمل بار نجات داد.

بنابراین در نسل اول اختراع چرخ، حمل بار در زمان گذشته یا توسط انسان صورت می گرفت یا توسط چهارپایان حمل می شد که خستگی انسان یا حیوان، در هر دو صورت باعث می شد که نتواند برای مسافت طولانی، بار را به سرعت حمل کند. البته مدتی حمل وسایل به شکلی شبیه سورتمه مورد استفاده قرار گرفت، ولی این روش در راههای ناهموار عملا مؤثر نبود.

- نسل دوم اختراع چرخ، بصورت پره دار بود. این چرخ ها شش پره، باریک تر، ظریف تر و سبک تر بودند. گردونه های دوچرخ بسیار سریعی با کمک این چرخ ها ساخته شد که در آسیا و اروپا آن زمان ، به سرعت محبویت پیدا کرد. این گردونه ها قابلیت تعقیب شکار را نیز داشت.

اختراع چرخ یکی از عمده ترین دلایلیست که تمدن ها در آن پیشرفت های بزرگی داشته اند

- در نسل سوم اختراع چرخ، طراحان ديگر از چوب استفاده نکردند و بجای چوب از فلز استفاده کردند.

- نسل چهارم اختراع چرخ، روکشی پلاستیکی بر رویه پایه فلزی بود که سبب میشد حرکت راحت تر شود.

- در نسل پنجم اختراع چرخ، آن ها سایزهای کوچکتری داشتند و دارای روکش پلاستیکی با کیفیت، سبک و انعطاف پذیر بودند.

پیشرفت اختراع چرخ

پنج نسل اختراع چرخ در حمل و نقل، تحولی بزرگ بوجود آورد. به طوری که امروزه چرخ ها در صنایع مختلف با تنوع بسیار زیادی با کاربری های متفاوت استفاده می شوند. تکنولوژی طراحی چرخ در دنیا بتدریج در حال پیشرفت و گسترش است، به طوری که چرخ های گردان و ثابت، در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گرفت که از جمله ی آن ها می توان به صنایع پزشکی و بیمارستانی، نفت و گاز، خودرو، صنایع غذایی و نان،  تجهیزات فروشگاهی و فرودگاهی، نساجی، صنایع هواپیمایی، الکترونیکی، رنگسازی، توزین و تمامی خطوط تولید شرکت های مختلف اشاره کرد. همچنین در صنایعی نظیر خیاطی، سفالگری و …….. تکنولوژی طراحی چرخ مورد استفاده قرار گرفته است.

مزایای اختراع چرخ

اختراع چرخ و وسایل نقلیه چرخ دار- واگن ها یا گاری هایی که توسط چرخ های گرد پشتیبانی میشوند و حرکت می کنند- بر اقتصاد بشری و جامعه تأثیر زیادی داشت. چرخ ها موجب ایجاد مزیت مکانیکی میشوند ، بدین دلیل که چرخاندن یک شیء سنگین را به وسیلۀ استفاده از محوری که به آن جسم سنگین متصل است ممکن می سازند. مداد تراش میتواند مثالی در این مورد باشد. چگونگی کار چرخ های اتومبیل عکس این مورد است. این چرخ ها به نیروی زیادی برای چرخاندن محور نیاز دارند و به همین علت بسیار سریع حرکت می کنند.

چرخ ها در اندازه های بسیار کوچک اختراع شده اند، مثل آنچه در سازوکار ساعت مچی وجود دارد تا چرخ هایی با وظایف و عملکردهای بزرگ تر، مثل چرخ های واگن ها و اتومبیل ها، در مقیاس ها و به صورت های مختلفی به کار می روند. روش کار چرخ ها متنوع و همراه با سازوکارهای دیگر، مثل قرقره ها می باشد. اختراع چرخ یکی از عمده ترین دلایلیست که تمدن ها در آن پیشرفت های بزرگی داشته اند. کاربردهای چرخ در صنعت کشاورزی بسیار زیاد است نظیر استفاده از چرخ در فرغون ها. در گذشته، چرخ علاوه بر کشاورزی برای درست کردن پارچه چرخ ریسندگی تبدیل مواد خام به الیاف و نخ کاربرد داشت. 

پیشینه اختراع چرخ، مصادف با قدمت نخستین ارابه های جنگی تاریخ است

گردآوری: بخش علمی سرپوش