Idea "koła żywego"

Informacja blogera JOK w komentarzu do artykułu na moim blogu

http://dobrezycie.salon24.pl/609759,rower-dla-kazdego#comment_9517434

zainspirowała mnie do zainteresowania się praktycznym zastosowaniem idei "żywych kół" Józefa Hoene Wrońskiego, którą poznałem kilka lat temu, ale nie potrafiłem jej zrozumieć. Ponieważ jest to bardzo interesujące rozwiązanie - sięgnąłem za poradą mojego gościa i obejrzałem materiał filmowy z prezentacji roweru wykorzystującego "koła żywe" Hoene-Wrońskiego.

http://www.gazetalubuska.pl/apps/pbcs.dll/article?AID=/20130925/POWIAT14/130929656

Ponieważ temat jest mi znany, postanowiłem napisać więcej Józefie M. Hoene-Wrońskim i przybliżyć chociaż jeden detal z jego życiorysu. Dodam, że jego "koła żywe" uzyskały patent urzędu patentowego Francji z XIX w.

Józef Maria Hoene-Wroński (1776-1853), matematyk i filozof, mesjanista i mistyk. Przez współczesnych był uważany za autorytet w sprawach, którymi zajmował się. Był równocześnie filozofem, matematykiem oraz humanistą, jednocześnie najlepszym. Był nie tylko wszechstronnym teoretykiem, łączył erudycję z umiejętnością abstrakcji postrzegania oraz syntetycznego wnioskowania. Dążył do absolutności, był nie tylko uniwersalistą, ale także cechował go racjonalizm.

Wroński znalazł trwałe miejsce w dziejach myśli polskiej XIX wieku. Opracował projekt zaopatrzenia Marsylii w wodę. W latach 20. XIX wieku konstruował przyrządy astronomiczne służące wyznaczaniu długości geograficznej na morzu oraz narzędzia arytmetyczne – kalkulatory ułatwiające wykonywanie rachunku. Z początkiem lat 30. XIX wieku podjął problematykę lokomocji. Zajmował się nią do końca życia.

Szczególnym zainteresowaniem darzył teorię „kół żywych” tzw. lokomocji samorodnej – gdzie silnik znajduje się w samej masie poruszającej się. Mówiąc współczesnym językiem techniki jest to taki układ mechaniczny, w którym niewielką siłą sinika następuje wytrącenie układu z równowagi, następnie – z chwilą powstania momentu siły – układ przystępuje do odzyskania równowagi wykorzystując siłę grawitacji i jednocześnie obserwujemy ruch postępowy całego układu w przestrzeni. Gdy układ mechaniczny znajdzie się ponownie w równowadze – znowu przy użyciu siły zewnętrznej zostaje wytrącony z równowagi – by samorzutnie do niej powrócić, jednak znowu przy wykonaniu ruchu postępowego.

http://www.okulewicz.republika.pl/Kolo_Wronskiego_pliki/image002.jpg

Odpowiednia konstrukcja tego układu pozwala na wykonanie ruchu postępowego całej konstrukcji przy wielokrotnie mniejszym użyciu siły zewnętrznej, aniżeli przemieszczenie podobnego układu – ale bez zastosowania konstrukcji wg teorii „kół żywych”.

Ten pomysł łączy się z inną koncepcją – znacznie łatwiejszą do wyobrażenia. Idea „koła żywego” wiąże się z zastosowaniem konstrukcji dwóch kół – z których koło zewnętrzne toczy się po jakiejś powierzchni. Drugie koło nie jest umieszczone centrycznie i znajduje się wewnątrz pierwszego koła. Jest ono formą „drogi”, po której toczy się niewielkie kółko – napędzane dodatkową siłą. To dodatkowe kółko w czasie toczenia się zawsze znajduje się w najniższym położeniu względem koła – które jest dla niego „drogą”. W efekcie tarcza, w której znajduje się małe kółeczko wraz ze swoją „drogą” – jako powierzchnia pierwszego koła – obraca się i tym samym następuje przemieszczenie układu jako całości.

Małe kółeczko ze swoją „drogą” nie jest jedno. W tarczy pierwszego koła jest kilka takich małych kółeczek ze swoimi „drogami” i są one rozmieszczone dokładnie w tej samej odległości od osi obrotu pierwszego koła. Wszystkie małe kółeczka są napędzane dodatkową siłą jednocześnie i wszystkie obracają się z tą samą prędkością – gdy kolejne małe kółeczko ze swoją „drogą” wytrąca cały układ z równowagi, to kolejne małe kółeczko ze swoją „drogą” zajmie miejsce poprzedniego – wszystkie bowiem znajdują się w jednej, obracającej się tarczy koła.

Ta idea jest drugą koncepcją – potocznie nazywaną „drogą przenoszoną”. Jest to coś – co przypomina gąsienicę czołgu lub koparki. Koło napędzane nie toczy się wprost po terenie. Toczy się ono wewnątrz tarczy koła większego – którego zewnętrzny okrąg porusza się po gruncie. Z chwilą, kiedy cały system przetoczy się po wewnętrznej części gąsienicy – ta z kolei „jest przenoszona ponownie przed pojazd”.

I tak potocznie rozumie się ideę „kół żywych” Józefa Marii Hoene-Wrońskiego. Owszem, jest to również genialny wynalazek – lecz nie jest to istota koncepcji autora. Wykorzystanie „drogi przenoszonej” pozwala na taką konstrukcję koła napędzającego, że moc silnika użytego do wytrącenia całego układu z równowagi jest potęgowana siłą grawitacji działającej na cały układ i wypadkowa tej siły faktycznie powoduje przemieszczanie się układu jako całości w przestrzeni.

Gdy Józef Hoene Maria Wroński w 1820 roku poznał zasadę działania silnika parowego, próbował korzystać ją w swojej koncepcji lokomocji. W 1829 roku w dziele Machines a vapeur (Maszyny parowe) wskazał zagadnienia, których rozwiązanie pozwoli na udoskonalenie ich pracy. Później rozwijał tę ideę i starał się swój pomysł wykorzystać w praktyce.

W latach 30. XIX w. polecił L. Niedźwiedzkiemu zbudowanie modelu swoich „kół żywych”. Eksponował je na Polach Elizejskich. Obecnie znajdują się w zbiorach kórnickich.

Szeroko propagował możliwości ich eksploatacji. W Paryżu zbudowano wóz konny z „kołami żywymi” Wrońskiego. W roku 1848 odbył nim przejażdżkę m.in. książę Adam Czartoryski. Furman – po dłuższej przejażdżce wozem przeciążonym liczbą pasażerów stwierdził, że mimo znacznego ciężaru – koń jego szedł równie wolno i lekko, jak pod jego kabrioletem.

Dzisiaj jego wynalazek nadal nie jest znany, chociaż jego opis znajduje się w zbiorach w Kórniku. Jednako, że on być wykorzystany praktycznie - co prezentują mastępujące witryny: