阿瑞氏轮毂小课堂:从蛮荒到火星 载动人类文明的轮子史

轮子作为六大经典简单机械之一(斜面、杠杆、滑轮、螺旋、楔、轮轴),虽然看似只是简简单单一个圆,但这个圆的每一次革新,都带来了人类文明的巨大进步。

什么是圆?早在公元前400多年前的春秋战国时期,先贤墨子就曾经给出了精准的对于“圆”的定义:一中同长也。从一个中心点到边的每一个位置都是同等长度,这样的形态保证了运动的时候重心不变,不会因重心起伏而消耗动力。同时由于滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力,这样的特性用于搬运重物,比起肩扛手提或者拖行等传统的人力方式而言,无论效率还是省力程度都大大增加。

远古人类在明白这些理论知识以前就已实际利用圆的这一特性来搬运猎物或者其他重物。滚动的树干加上一个平面,虽然跟今天相比极为粗糙不便,但在人类文明史上却有着举足轻重的意义。据说公元前2500年的古埃及人就是使用这种方式移动重达百万吨的巨石,修建起如此宏伟的金字塔。

但是不断把一根根圆木反复移动到前面,本身就是一件非常费力的事情,有没有可能让圆木固定在要搬运的物体上,不用搬来搬去呢?6000年前,美索不达米亚的苏美尔人已经知道把一根完整的圆木截短成一截截短木桩,中间挖个洞用树干相连,上面架设木板造成了早期的车。这个粗糙却伟大的发明不但具备了今天轮子的雏形,更开启了轮子历史上一个极为经典而永恒的课题:轻量化。在实际使用中,人们不难发现更轻的轮子更省力,运动起来也更灵活。从完整的圆木到短木桩,堪称轮子轻量化道路上的第一座里程碑。今天我们可以在苏美尔人的壁画甚至文字记载上看到对这种带有轮子的车辆的记录,但至于这是不是最早的带轮子的车,其实考古正在不断刷新我们对此的认知。

苏美尔人的车历史意义重大,但是在使用过程中不难发现有一些非常致命的问题,比如短木桩本身强度不足,载重量有限;再比如树干并不见得会生长成一个完美的正圆,要找一棵适合做轮子的树本身就不大容易;还比如早期轮轴相对固定的连接方式既不结实也不方便。所以公元前2600年,同样是在人类文明起源的两河流域,我们可以看到在当时的战车上启用了木板拼接而成的轮子,板与板之间有梁相连,最重要的是实现了轮轴分离,使用的时候轮动轴不动,在往后的数千年之间,车的形态基本都来自于这一雏形。

车的发明再次给人类文明带来巨大的改变,有了车,让人类得以远行,并且携带较重的物品远行,不同地区的人得以相互交流,人的迁徙带来了文明的交汇融合。今天的地球村有飞机轮船火车网络相连接,而这一连接最早的起源就是粗糙的木轮车。

但是木板轮还是太重了,尝到了轮子轻量化好处的人们不难想到,如果在木板轮上掏几个洞,那不就更轻了吗?这一思路最终形成了辐条,至此今天轮子的基本部件:轮辋、轮毂、轮辐、轮轴全部齐备。

谁发明了最早的辐条,其实并不可考,也并无定论。一般倾向于各个文明分别发明出了辐条。据中国传说,发明辐条的是大禹治水时期的奚仲,他将黄帝时代流传下来的车进行了全方位的改进,并且发明了连接轮毂与轮辋的轮辐,使车在行进过程中更加灵活,也更加舒适。大禹因此封他为车服大夫,历史也留下了奚仲造车的记载。

木头毕竟不是一种经受得住长期磨损的材质,人们很快发现轮毂与车轴相连接的位置非常容易损坏。于是随着冶金技术的发展,人们又发明了更加耐磨的金属轴承。我们不知道轴承发明的具体时间,但是早在春秋时期就已经有了对轴承的记载,称之为“车軎(音未)”。车軎的出现避免了轮毂与轮轴的直接摩擦,大大增加其使用寿命。同时支撑起车轮减少晃动,而且进一步增加了轮子转向时的灵活性。

随着人需要运输的货物越来越重,路程越来越远,木质不够结实的局限再次显露出来。于是人们把木轮的边缘包上铜箍或者铁箍,以增加其强度。当然,不是没有人尝试过使用铁质的轮子,然而由于铁轮太重,行动远比木轮费力,而且对传统土路的破坏极大,所以未能流行开来,很快被废弃了。

直到大规模采矿日渐发达,人们需要一种比把矿石背出来更好的传输方式,而矿场路面崎岖,碎石磷峋,普通的车也难以行进,于是人们不得不铺上平整的石板,可是往矿洞里铺石板难度何其之大?就有聪明的人铺设木质轨道,包以铁皮,终于让矿石源源不断地运了出来。木轨最终进化成了更耐腐蚀,更能承重的铁轨,而有了铁轨之后,更能承重的铁轮也终于有了用武之地,火车的雏形由此诞生。

说回民用车,木质车轮发明数千年以来一直面临一个问题,那就是古代的路面实在不够平整,车又没有减震,一天的车坐下来说人被颠散架了还真不是夸张。于是有个叫固特异的人想到,能不能用柔软有弹性的橡胶包裹车轮来减震呢?但是当时的天然橡胶有一个无法回避的问题,那就是遇热会变黏,碰上低温又会变硬失去弹性。为了解决这一缺陷,毫无科研基础的固特异开始往橡胶中掺杂各种材料来做实验,这种神农尝百草式的研究方式不可避免的花费巨大且进展缓慢,也让固特异债台高筑,甚至一度因此锒铛入狱。但他毫不气馁,出狱后继续研究,直至1839年,才偶然发现掺入硫磺的天然橡胶能够有效解决这些弊病。但是掺入多少?什么时候掺?要不要其他添加剂?从初步发现到最终确定正确的温度和配方又耗费了5年的时间。1844年,固特异终于为他的硫化橡胶轮胎申请了专利。这种新型橡胶比天然橡胶弹性更高,耐热耐磨损,经久耐用。高温下不会变黏,低温下也依旧能够保持弹性,遇到有机溶剂也不会溶解。可是固特异最终并没有在这一发明上获得什么好处,直到他潦倒去世,还欠了20万美元的债务。

固特异发明的实心橡胶轮胎被使用了近40年,由于实心橡胶过于沉重,弹性又太强,甚至能把人从车上颠飞,很不安全。有一个叫邓禄普的人因为儿子骑车摔伤,从浇水的橡胶软管得到启发,在1888年发明了充气轮胎。充气轮胎保留了橡胶的弹性,又有空气来进一步减震缓冲,同时大大减轻了重量。轮子的安全性和轻量化这两大指标再一次得到了增强。

可是充气轮胎发明之后一直只运用在自行车等轻型车辆上,没人相信充气轮胎可以承载起沉重的汽车。为了打破这一偏见,米其林兄弟将充气轮胎安装在汽车上,并于1895年6月亲自驾驶安装充气轮胎的汽车参加法国巴黎汽车比赛,出色的发挥终于让人们相信了充气轮胎的安全性。之后为了更好地防滑,人们给充气橡胶轮胎表面加上花纹,又发明了更加耐磨的子午线轮胎,轮胎终于发展成了我们如今所看到的样子。

今天,固特异、邓禄普和米其林都是非常著名的轮胎品牌,这些为轮胎发展做出杰出贡献的伟人的名字,正在以另一种方式被人所牢牢记住。

说回轮子本身,随着车辆的动力从人力、畜力转变为机械动力,也随着更加坚硬的路面的出现,钢铁材质的轮子终于再次从铁轨上下来,跟充气轮胎一起组成了我们今天所看到的汽车。但是人类没有放弃过对于轻量化和高强度这两个轮子的终极课题的追求,而随着科技的发展和商业化大生产的实现,很多原本只能使用在航空航天等高精尖领域的高端材料也成功实现了民用化、普及化。今天更轻、强度更高、散热性更好的铝合金车轮已经大幅度代替了传统的钢铁车轮,而镁合金、碳纤维、稀土合金等材质的价格也在越来越亲民。让人振奋的是,中国正在轮毂制造领域迎头赶上,某些方面甚至还隐隐领先。比如上海阿瑞氏(aruis)汽车轮毂独有的DPT铝合金纳米净化成型技术,通过稀土材料的添加和控制精准的热处理,让轮毂无论在轻量化还是强度上都能够远超同类产品,辅以经过改进的最新旋压技术和复合锻造技术,让国产铝车轮摆脱代工和低端的刻板印象,成功打出了高端、尖端的品牌形象。

人类会就此满足吗?我想不会。因为材质与工艺的进步永不停息。今天中国玉兔二号月球车所使用的筛网轮,单个重量仅有几百克(NASA火星车所使用的轮子也是类似结构)。还有彻底抛弃轮毂与轮辐,只保留轮圈的空心轮;可以随意转向,让停车从此再也不是难题的万向轮和球形轮;可以在轮子和履带之间切换形态的变形轮;让人再也无需担心爆胎的免充气轮。人类文明的发展不会止步,轮子的进化也永远充满无限可能。

前几天,英国的哈里王子和梅根接受欧普拉的访问,爆出了很多鲜为人知的内幕。他们缺少支持以及王室成员谈及他们儿子的肤色问题,原来歧视无所不在。
想想夫妻俩离开王室,相对于离开体制内,而这个体制是好几千年了,很难因为某些人而改变。(吐槽一下我每次申请英国探亲签证都是最慢的流程,进海关也是排的最长的队,效率太低)。
表面上很光鲜的生活,但其实在精神上和个性上都受到极大的压抑。
他们俩的选择也是符合时代潮流的,在职场中越来越多的人离开体制,离开大公司,成为有特色的强大个体。
遵从内心的人,总会找到自己的路。

#人民网专访河北省人大代表、定州市委书记、市长#

张涛:奋斗正当时 打造宜居宜业宜游宜乐的美丽定州

——人民网专访河北省人大代表,定州市委书记、市长

河北省人大代表,定州市委书记、市长张涛。定州市委宣传部供图
7项经济指标增速在河北省13市排前5;推出“组合拳”,坚决打赢大气污染治理攻坚战;力求精致精细,全面提升城市品质……回望2020年,河北省定州市咬定目标、攻坚克难、事争一流。

2021年定州市将砥砺前行,着力打造高品质城市标杆。如何进一步提升城市魅力、如何优化营商环境、怎样改善空气质量?对此热点话题,在今年的河北省两会上,人民网对河北省人大代表,定州市委书记、市长张涛进行了专访,请看报道:

优化营商环境 同心构筑发展新高地

人民网:前段时间,河北省政府对2020年河北省优化营商环境推动高质量发展先进县(市、区)、先进集体和先进工作者进行了表彰,定州市被评为先进市,市委组织部、市发展改革局被评为先进集体。请问,在优化营商环境方面,定州市主要做了哪些工作?

张涛:营商环境是一个地区企业生存发展的基础,好的营商环境就像阳光、水和空气,一样都不能缺少。为进一步优化营商环境,定州市先后制定出台了《鼓励招商引资促进经济高质量发展的若干措施》《定州市金融支持实体经济若干措施》等12个优化营商环境方面的文件,从人才引进、项目落地、金融支持、要素保障等多方面、多渠道支持实体经济发展。具体的工作开展主要从以下几个方面着手:

首先,加快企业开办速度。开设企业开办专区,精简企业开办环节,推动企业开办从“一门式”向“一窗式”转变;依托“一窗通”服务平台,申请人可一表填报信息、一次提交数据,无需二次登录即可实现市场监管、公安、税务、人力资源社会保障等部门数据同步采集、业务同步办理、结果实时共享,营业执照、企业公章、涉税事项并联办理,将原用工登记和社保登记两个环节合并为就业参保登记一个环节,企业可以在网上一步办结。

其次,构建促进市场主体公平竞争的市场环境。加强劳动力市场监管,推进落实社保费缓、减、免缴政策,稳岗返还政策和失业保险费单位缴费部分减免政策等,加大中小微企业资金供给,为支持中小微企业高质量发展提供有力的金融支撑。

站在新的历史起点上,我们将继续瞄准高质量发展,坚持统筹发力,锐意进取,勇往直前,齐心协力营造更具吸引力的营商环境。

推出“组合拳” 全力打赢大气污染防治攻坚战

人民网:我们了解到,2020年,定州市生态治理成效显著,环境改善达到历史最好水平。请问,在大气污染治理方面定州都采取了哪些具体的措施?

张涛:为推动定州市环境空气质量持续改善,保障人民群众身体健康,我市坚持以环境空气质量持续改善为核心,坚持目标导向、问题导向、质量导向,坚持方向不变、力度不减,突出精准治污、科学治污、依法治污。2020-2021年度全省秋冬季空气质量改善率在“2+26+3”通道城市中排第1;大气、水和环境综合治理成效考核获得三个“优秀”。

2020年我市PM2.5平均浓度为53μg/m3,比上年度下降14.52%;空气质量综合指数下降15.53%;全年优良天数215天,比上年度增加21天。超额完成年度考核任务。

围绕环境治理,我们主要做了以下几个方面的重点工作:在企业污染治理方面,对全面实施绩效分级差异化减排,鼓励环保绩效水平高的“先进”企业,鞭策环保绩效水平低的“后进”企业,以“先进”带动“后进”,对920家企业推行“分表计电”,对重点企业建立了远程质控系统,促进企业减排措施落细落实。

在农村散煤治理方面,扎实推进“电(气)代煤”,全市26万户全部实现农村清洁取暖。

在扬尘综合治理方面,深化建筑施工扬尘污染整治,严格落实“六个百分百”措施和湿法作业;加强道路扬尘污染防治,对城市建成区和城乡结合部529条背街小巷和破损路面开展硬化整治,对道路两侧裸土进行绿化硬化美化改造,对非道路移动机械施工现场进行规范管理,保持道路积尘处于低负荷状态;大力推进城市道路清扫保洁机械化作业,市内所有道路增加作业频次,“以克论净”“水洗定州”,做到路面不存土、道路不起尘。

在秸秆和垃圾露天焚烧治理方面,在全省率先全域禁放烟花爆竹,在全省率先实现城乡垃圾清运和环卫一体化全覆盖,在全省率先推行生物天然气项目,对秸秆、粪污等进行无害化利用,获评河北省城乡有机废弃物资源化利用示范市。

在挥发性有机物(VOCs)治理方面,坚持“夏病冬治”。摸清底数完善清单,2020年12月底前,结合排污许可证、工业企业绩效评级工作,建立完善的VOCs企业清单,建立完善原辅材料、设施运行、监测数据、耗材更新等情况台账,制定“一厂一策”治理方案,实施精细化管理,补齐管理制度不健全、操作规程未建立、人员技术能力不足等短板,为“十四五”期间臭氧管控工作奠定基础。

提升城市品质 让定州越来越有魅力

人民网:城市品质的提升与老百姓生产生活息息相关,在提升城市品质方面,2021年,定州市将采取哪些措施?

张涛:精致精细,全面提升城市品质。我们要突出产城融合发展,精致规划、精心建设、精细管理,彰显风貌之美、环境之美、人文之美,建设品质定州,让定州越来越有魅力。我们主要将从以下几个方面入手:构建舒展大气的城市格局。高水平完成国土空间规划,搞好城市全要素设计,合理布局生产、生活、生态三大空间;实施城市“北扩东跨”,打造西部产业新区、东部科技高地、北部生态新城、文化魅力古城“四大板块”;精准配套公共服务和基础设施,形成各板块有机衔接、功能互补的发展布局。

同时,促进城市产业兴旺。坚持产城融合发展,以产兴城、以城促产,打造居住、就业、购物、教育、医疗、康养等全要素一体化城市,丰富城市内涵,繁荣城市业态,塑造一批有定州特色美食、文创产品的“网红店”“打卡地”;培育现代物流、楼宇经济、电子商务等现代服务业;坚持品质至上,实施城市风貌提升、文化旅游提质、市政路网拓展、增绿靓城、城市更新等行动。

我们还将打造善治共享之城。我市将继续以文明城市创建为引领,加强街道社区网格化管理,形成专群结合、共建共享的长效管理机制,争创全国文明城市、全国卫生城市;推进城市智慧化、精细化管理,建设“智慧城市大脑”平台。

此外,打造特色文化名城,把文化作为城市的核心竞争力精心培育也至关重要。2021年我们将继续塑造定州精神、讲好定州故事;实施特色文化振兴行动,落实奖励政策,鼓励多出人才、多出精品、多出成果;发掘定州“巧工名邑、千年文脉”历史财富,加强历史文化街区、历史建筑修缮保护,争创国家历史文化名城。

奋斗正当时!我们要继续脚踏实地,埋头苦干,一锤接着一锤敲,一棒接着一棒跑,干成一番新事业,干出一片新天地,我们要用辛勤和汗水换取定州的美好明天和人民的幸福生活!

来源:人民网


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