中原访古—名人名胜—制造指南车、记里鼓车和独飞木雕
张衡在千百万人劳动生产成果的基础上,刻苦钻研,采择其精华,加以发扬和改造,在数学、物理和木制机械方面硕果累累,发明创造出了指南车,记里 鼓车和独飞木雕。
指南车:是用一辆双轮独辕车组成,由马来拉动。车箱内采用一种能自动离合的齿轮系。车箱外壳上层,置有一个木刻的仙人,无论车朝哪个方向转弯,它的伸臂都指向南方。
至于指南车的制法,主要是采用差动齿轮的机械原理。车里面装有9个大小不同的齿轮,当两个齿轮拼合在一起时,一个齿轮向右转,隔壁一个便相反地向左转,利用这个道理,可以使指南车上木人的那只手指向南方,当车轮向东转时,有的齿轮就反转,使手仍保持向南,所以不管车轮怎么转,手指可以永远指向南方。经王振铎、刘仙洲等先生的考证,其构造大体是:车中水平地安装着一个大平轮(有48个齿),其中心竖一长轴,上面立着一个木雕仙人。车轮直径6尺,两轮间的距离也是6尺。两个车轮内侧各装有一个小齿轮(有24个齿)。它们能随着车轮一起转动。在大平轮和小齿轮之间的空隙上方各悬着一个小平轮(有12个齿),悬挂小平轮的绳子的另一端系在车辕的后端。
它指南的原理是:在使用时先人为地进行调整,使木仙人的手指向正南。若马拖着辕直走,则左右两个小平轮都悬空,车轮小齿轮和车中大平轮不发生啮合传动,因此木人不转,当然也不会改变指向。若车子向右拐弯,则车辕的前端也必向左,而其后端则必偏右。车辕的这种变化,会使系在车辕上的吊悬两小平轮的绳子发生相应的松 紧,从而把左边的小平轮向上拉,但仍使它悬空;而右边的小平轮则借铁坠子及其本身的重量往下落,从而造成了车轮小齿轮和大平轮的啮合传动。若车子向左转90度,则在转弯时,左轮不动,右轮要转半周。与右轮相连的小齿轮也就转半周(即转过12个齿),经过小平轮传动到大平轮,则大平轮将以相反的方向转动12个齿,即1/4周(也即90度),这样木仙人在和车一起左转90度的同时,又由于齿轮的啮合传动右转了90度,其结果等于没有转动,所以它的指向仍然不变。车子向右拐弯的情况或其他运动情况的结果可以类推。总之任车子怎么转动,木仙人总能保持它的指向不变。
虽然在现代生活中,这种指南工具已经失去了它的地位,但是对于我们不无启发。这种指南车上的关于齿轮系,关于相对运动的原理,在今天的生产中仍然发挥着巨大的作用。
记里鼓车:即自动车。记里鼓车的基本原理和指南车相同,也是利用齿轮机的差动关系。当年,张衡制造的记里鼓车可惜没有较详细的记载,东汉以后,有关记里鼓车的记载虽然有些零星的字句,但都太简略。到北宋时的记里鼓车制造方法更有改进,《宋史舆服志》记载比较详细,大体说记里鼓车外形是独辕双轮,车箱内有立轮、大小平轮、铜旋风轮等,轮周各出齿若干,“凡用大小轮八,合二百八十五齿,递相钩锁,犬牙相制,周而复始。”记里车行一里路,车上木人击鼓,行十里路,车上木人击镯。总之,指南车和记里鼓车的形状虽然在历代制造时都有些改进,但它的差动齿轮原理可以肯定在1800多年前已经被张衡所应用了。
独飞木雕:他在公元126年写成的《应间》里曾说:“三轮可使自转,木雕犹能独飞”。这是关于张衡木制机械成果的最直接材料。后人认为“三轮自转”是指指南车和记里鼓车内部的主要装置;“木雕独飞”指在木雕内部装上机关,使它能飞翔起来。这里说的“独飞”意思是和由人牵线的风筝相区别。它是由“腹内施机”的力量自己飞行的。
张衡利用弹性物体积蓄能量,加以控制,使其能有规律地逐步释放,制造出螺旋桨推进器,或者消耗能量较慢的扑翼飞行器,使其利用自身的能量飞向高空,待能量消耗后,再凭借上升气流的作用作远距离的滑翔,则“能飞数里”是有可能的。
张衡的机械飞行器不但是中国最早的发明创造,而且也是世界最早的发明创造。
由于张衡在木制机械方面的辉煌成就,他同三国时的马钧,一齐被后人称为“木圣”,受到了人们永久的尊敬。
免责声明:以上内容版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。感谢每一位辛勤著写的作者,感谢每一位的分享。
![](https://imgs1.zupu.cn/static/web/img/toplogin.png)
- 有价值
- 一般般
- 没价值
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20210831/5f77025c-05aa-4528-8ff4-390397a5720d.png)
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20210831/fc60bb85-0172-4554-b1b5-84e226beefd2.png)
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20210831/77b1b221-2263-4a50-a438-3fe70c458147.png)
24小时热门
推荐阅读
![](https://imgs0.zupu.cn/news/201911251635/1/1238/0246a6b5-2afa-472d-95ed-eb619214ca91.jpg)
关于我们
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20210901/fc6ee093-f219-47fc-90da-21bd9721b53d.jpg)
APP下载
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20210901/ea3c7971-1e11-4045-b81c-880d962d4986.png)
![](https://imgs0.zupu.cn/photos/common/20201105/f86bb195-6306-4041-b306-d17003e00182.png)