100多年前摩天轮是如何发明出来的?

愿意做你的晴天 2024-12-03 12:17:02

这是一百多年前美国发明的摩天轮。起初工程师设想用火车钢轮结构建造一个巨型转轮,以此来与当时的埃菲尔铁塔比较高下。但由于这需要耗费大量的钢材,会使其中间的轮轴因无法支撑转轮的重量而倒塌。

对此一名叫费里斯的工程师利用自行车轮圈原理将钢梁以网状结构组合成一个轮源,并通过六厘米粗的浮条连接至主轴,在力的相互作用下就能让轮子稳定在空中,从而设计出一座大型的摩天轮。

在建造的过程中,虽然下半部分转轮可以依靠浮条支撑固定,但上半部分则会因支撑点的缺失使整个转轮轰然倒塌。为此工程师先用一排巨大的脚手架暂时支撑上方钢梁的重量,待建造完工后再将其拆除,世界上第一座摩天轮就此诞生。

随着工业技术的发展,英国计划建造一座更大的摩天轮。为了解决动力问题,工程师先是在摩天轮的两边各缠绕三百米长的链条,并用重达五吨的重物将其拉紧并固定在蒸汽机上。如此一来就能驱动摩天轮进行转动。

但这种设计也有一个缺陷,一旦链条一端的重物出现松动,不仅会造成整个链条的松脱,还会使链条卡在轮圈与座舱之间,从而导致当时七十多名乘客被困在数十米高的座舱内长达十五个小时。

为了避免此类事故再次发生,工程师决定用实心橡胶轮胎代替传统链条并安装在摩天轮底部,使其能够牢牢的卡住转轮的边缘,在电动马达的驱动下就能使摩天轮缓慢的转动。

但当工程师亲自乘坐摩天轮时却发现了一个问题,在客舱上升到高处时,转轮内侧的支柱会影响乘客的视线。如果将座舱换成全玻璃材质并简单固定在摩天轮外围,这会使其因无法自由调整角度,从而让乘客失去平衡。

对此工程师又在客舱外安装了一个巨大的轴承,如此一来客舱就能随着摩天轮的转动而保持平衡。同时为了防止玻璃客舱的过热问题,工程师又在其内部安装了空调系统,从而给乘客带来舒适的乘坐体验。

随着摩天轮越建越大,在强风的作用下很容易倒塌。为此工程师利用计算机模拟出摩天轮的物理结构,并通过调整每根支柱的尺寸和密度,以此来完成承受强风的支柱系统。同时还在每根角柱内安装了调节阻尼器,并在下方安装了避震系统。这样不仅可以缓冲阻尼器的动作,还会把能量转化成热能释放出去,从而保证摩天轮即使在面对时速一百五十公里的暴风中也能屹立不倒。

就是在这样一步步的技术突破下,世界第一摩天轮高二百五十米的迪拜之眼就建造完成了。

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