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幸亏还有人一次又一次发明轮子

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  在IT界,有一句俗语,叫“不要重新发明轮子”。意思是指不要重复做前人做过的事情,而是应该利用前人打好的基础,继续向前拓展未来。
  然而,如果不用广义的方式去解释,而是狭义的理解“轮子”这个词,这句话可就完全行不通了。因为,轮子(轮胎、车轮)这类产品,是需要不断改良、迭代,甚至重新发明的。
  1971年,在月球上,人类留下了一张著名照片:画面的正中矗立着一位宇航员,正在望向远处矮矮的环形山,他的旁边是他唯一的陪伴“阿波罗14号”月球车,身后是两道清晰的轮胎痕迹,安静又寂寞。

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“阿波罗14号”月球车

  这两道车轮,是现阶段人类科技与工业与月球的“最亲密”接触,而这样的轮胎印记,也同样出现在火星、金星、木星,在未来人类文明可以登陆的任何一个星球上 ——人类每一次更远、更快的出行,背后都是轮胎的进化,而无论是汽车、航班,甚至是航天飞机和月球车,都需要高效、坚固的滚动摩擦,为人类提供前进的动力。

  轮子被多次重新发明 

  离人类首次登月已有47年。
  今年年初,美国宇航局NASA计划在2020年发射下一个火星探测器,打算制造一种“超弹性轮胎(Superelastic Tire)”,采用形状记忆合金(主要是镍钛及其衍生物)作为车轮的承重组件,能记住自身初始形状,此前NASA为“好奇号”火星探测器设计的轮胎使用的是非常硬的固体铝材料,不仅不够坚固,还容易产生裂缝,超弹性轮胎技术据称会被应用于2020年火星探测任务上。
  NASA自然不是专业制造轮胎的,而成立120年的固特异是,超弹性轮胎即是双方合作研发的。
  固特异这个名字,源自美国发明家查尔斯·固特异,此君发明了“橡胶硫化技术”,这个技术让人类可以在各种温度状况下自如运用橡胶,不必再担心其一热就变软或融化,一冷就又硬又脆。有了这个技术打底后,橡胶轮胎才成了主流。固特异公司和查尔斯·固特异并无直接关系,只为纪念与致敬。
  1965年11月15日,人类首次登上月球的6年前,速度狂人布瑞勒夫钻进“美国精神音速1号”,向世界新的陆地速度纪录发起冲击——一个叫阿方斯的人此前刚刚改写了他在两年前创造的时速407.4英里(约合每小时655.6公里)记录,并把这一速度提升到576.6英里(约合每小时927.9公里)。

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1965年的“美国精神音速1号”

  “音速1号”装有用在F104星式战斗机上的J79喷气引擎,车轮则选用抓地力极强又耐磨的固特异轮胎以应对来自路面强大的冲击。这一天,布瑞勒夫成为世界上陆上驾驶时速第一个突破600英里(约合每小时966公里)的人,并将这一速度纪录保持了5年之久。
  在美国《大众机械》杂志评选的“汽车史上十大最重要的陆上速度纪录”中,除之前提及的“美国精神音速1号”和布瑞勒夫赫然在列,一辆传奇汽车“福特999”也因在1904年底特律附近的圣克莱尔湖这个冰冷刺骨的跑道上创下了91.37英里(约合每小时147公里)这一陆上速度纪录而被记录下来。有趣的是,当时的福特999赛车在外观设计上完全不符合空气动力学要求,只能依靠更大的排量获得更快的速度——这辆赛车搭载18.9公升直列4缸引擎,用固特异特别为其定制的轮胎,可以输出约100匹马力。
  据称,固特异公司给福特写信提到:“世界第一的赛车上,不要忘记车上的轮胎是固特异制作的。”
  轮胎和汽车既是一个整体,也是相互成就的不同部分,一辆车能否满足人们的陆地交通需求,轮胎是那个“幕后英雄”。
  在“福特999”打破世界速度纪录4年后,1908年,福特T系列汽车诞生,并开创了诸多“第一”:第一次发明流水线方式进行汽车装配,第一次使得汽车的价格变成美国中产也能承受,第一次诞生一款总销量超过1 500万的车型。T系列带来了汽车工业的腾飞和人类交通产业的飞速发展,让1908年成为全球汽车发展史中里程碑式的一年,而曾经亲密合作,帮助福特汽车成为“世界第一快”的固特异轮胎,也成为世界首款量产汽车的原配轮胎提供商。
  轮胎还有什么新技术正在推动着出行的发展? 
  在出行领域,未来十年不可错过的趋势是智能驾驶(或自动驾驶)和共享汽车,而改造轮胎对交通形式的变革作用,或许有先于改造汽车其他部位的效果。
  在2016年日内瓦车展上,固特异推出了Eagle-360球形概念轮胎。这是一款球型轮胎。球型轮胎的最大好处在于,可以向任意一个方向转动。有了这个设定后,对于无人驾驶车辆来说,停车就很简单了,分分钟侧移进入车位。

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配备人工智能的球型轮胎Eagle 360 Urban


  球型轮胎的设计,使用了「仿生学」的原理,模仿的是人脑的结构。Eagle-360 的表面由 3D 打印而成,轮胎表面沟壑材料的功效有点像海绵,在干燥的时候很硬,吸水后变软,有很好的防滑性能。它还是一款「智能轮胎」,内置了传感器,可以感知道路和天气状况,并与其他车辆通信来保证安全。
  对于未来的无人驾驶车辆来说,感知路面状况,就能够计算出安全的驾驶速度。如果检测到道路湿滑,这种轮胎能够自动做出调整,缩短刹车距离。而有了诸多的传感器后,固特异的独有算法,能够保证轮胎在正常的胎压和温度下工作。
  不要小看这形形色色的轮胎,其开发历程是非常艰难的。“计算力学最严峻的挑战之一来自充气轮胎。”民用工程学专家艾哈迈德·努尔(Ahmed Noor)曾在一篇刊登于《计算机与结构学报》的文章中如此评论道。对于固特异的工程师而言,建立一个包含胎纹的完整轮胎模型需要进行约1200万亿次计算。借助此类方式,工程师可以对轮胎的印痕、磨损、滚阻、耐用性以及温度进行预测。
  时代在进步,轮胎技术也在迅猛发展,而轮胎厂商对于技术的追求也从未止步。相信在未来,轮胎科技还将创造出更多奇迹,彻底改变人类的出行方式,甚至帮助人类驶向外太空。
 

 



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