materiał 2

Grawitacyjne wspomaganie ruchu
Od chwili powstania roweru z kołami Hoene Wrońskiego pojawia się pytanie „Co to daje?” W
obecnej formie rower jest cięższy i nawet po zastosowaniu lekkich materiałów i lekkich
konstrukcji, będzie w nim więcej elementów i więcej elementów pochłaniających energię
napędową. Zatem będzie cięższy od swego odpowiednika ze zwykłymi kołami.
Po kilku jazdach można stwierdzić, że w stosunku do lekkiego roweru z przerzutką uzyska się
przewagę, gdy koła będą zrobione z lekkich materiałów. Wtedy można będzie pozbyć się
przerzutki i zawsze jeździć na najmniejszym trybie, zapewniającym obecnie najszybszą jazdę. Czy
koszt kół będzie mniejszy od ceny przerzutki? Zobaczymy.
Natomiast zasadniczą zaletą pojazdu z kołami Hoene Wrońskiego jest wspomaganie jego ruchu
przez grawitację. Wynika to z tego, że zwykłe koło z centralną osią zostało podzielone na dwa
koła. Jedno zewnętrzne, które porusza się po podłożu i ma na swoim obwodzie koła, po których
jadą małe kółeczka przymocowane do koła wewnętrznego. Koło wewnętrzne nie musi być kołem,
gdyż służy tylko do umocowania małych kółeczek. Jeśli tych kółeczek jest 4 to mogą być
przymocowane do kwadratu. Ale może być to dowolna figura geometryczna.
Ciężar pojazdu i pasażerów działa poprzez ramę pojazdu, koła wewnętrzne, małe kółeczka i koła
zewnętrzne na podłoże, które wytwarza opór toczenia.
Pedałując, ciągnąc lub pchając pojazd powoduje się jazdę małych kółeczek po gładkich kołach
obwodowych. Dlatego jazda tym rowerem po płaskim terenie jest lekka. Niezależnie od podłoża,
czyli po asfalcie, trawie, piachu, itp. jedzie się niemal tak samo. Albowiem jedzie się małymi
kółeczkami po gładkich kołach obwodowych w kole zewnętrznym, a dokładnie po ich dolnym
ćwierćłuku. Dlatego autor wynalazku nazwał koło zewnętrzne „własną drogą” lub „drogą
ruchomą”.
W efekcie tego oś koła wewnętrznego przesuwa się przed oś koła zewnętrznego. Pomiędzy tymi
osiami powstaje więc ramię, na którego początku jest oś koła zewnętrznego a na końcu część
ciężaru pojazdu i pasażerów. Druga część jest przyłożona na końcu analogicznego ramienia w
drugim kole.
Po lewej stronie rysunku jest przedstawione koło w stanie spoczynkowym. Ciężar przyłożony do
osi koła wewnętrznego (strzałka niebieska) wytwarza opór toczenia, który działa na koło
zewnętrzne (strzałka czerwona).
Po prawej stronie rysunku jest przedstawione koło po zadziałaniu momentem obrotowym na koło
wewnętrzne. Koło to obróciło się o kilka stopni wokół swej osi, dzięki temu, że małe kółeczka
pojechały obracając się po dolnych odcinkach odpowiednich kół obwodowych wyciętych w kole
zewnętrznym. Małe kółeczka obróciły się o większy kąt, bo działają wg zasady wspólnej drogi,
tak jak w napędzie gąsienicowym. W wyniku tego koło wewnętrzne "odjechało" od koła
zewnętrznego o kilka milimetrów. Nastąpiło przesunięcie osi koła wewnętrznego przed oś koła
zewnętrznego.
Liczona w poziomie różnica w położeniu osi koła wewnętrznego i zewnętrznego tworzy ramię, do
którego jest przyłożony ciężar pojazdu oraz pasażerów lub ładunku, w proporcji zależnej od liczby
kół. Moment ten działa na oś koła zewnętrznego. Gdy odległość pomiędzy osiami stanie się
odpowiednio duża opór toczenia zostanie przezwyciężony (strzałka zielona) i koło zewnętrzne
ruszy.
Jeśli koło wewnętrzne nie będzie dalej napędzane, to koło zewnętrzne "dogoni" koło wewnętrzne i
pojazd zatrzyma się. Jeśli jednak napęd na koło wewnętrzne nie ustanie, to oba koła będą się
"goniły" poruszając pojazd.
Jak jednak z tego wynika moment napędowy koła wewnętrznego może być niewielki, gdyż służy
do jazdy małymi kółeczkami po gładkich łukach kół obwodowych. Możliwe, że im więcej tych
kółeczek to tym większy jest potrzebny wysiłek. Ale to trzeba zbadać.
Natomiast koło zewnętrzne jest poruszane siłą grawitacyjną pochodzącą od ciężaru pojazdu oraz
ładunku lub pasażerów. W każdym kole powstaje moment obrotowy napędzający jego koło
zewnętrzne.
Nie jest on wynikiem części wysiłku rowerzysty, tak jak jest to w zwykłym rowerze, a jedynie
skutkiem jego ciężaru. Dzięki temu pojazd może wozić ciężkie ładunki bez zwiększania wysiłku
rowerzysty. Do poruszania roweru używa się zatem dodatkowej energii, która wynika z ciężaru
pojazdu i ładunku.
Zjawisko jest podobne do tego jakie występuje w młynku, którego ruch jest napędzany przez
biegającego w nim chomika. Chomik porusza młynek swoim ciężarem jeśli przesunie swój środek
ciężkości przed oś obrotu młynka. Także pieski w cyrku toczą beczki stąpając po nich z zewnątrz.
Ich ciężar porusza beczkę do przodu i jeśli się nie cofną to z niej spadną. W przypadku koła HW
nie trzeba się cofać. Koło wewnętrzne „ucieka” a koło zewnętrzne je „goni”.
To jest istotą tego wynalazku a nie wzrost efektywności przekształcenia energii napędzającej
pojazd. Nie chodzi więc o mniejsze straty energii, bo te mogą być nawet większe. Istotne jest to,
że rowerzysta przyczynia się jedynie do ujawnienia energii wytwarzanej siłą grawitacji, wkładając
w to tyle wysiłku ile wymaga jazda rowerem po gładkiej nawierzchni. I takie też są wrażenia
wszystkich, którzy jechali na tym rowerze.
Zaletą nowego koła nie są też mniejsze straty energii. Przy jeździe po bardziej opornym terenie
traci się więcej energii. Ale nie jest to energia „pobierana” od rowerzysty. On odjeżdża na kole
wewnętrznym dalej od środka koła zewnętrznego. Robi to z takim samym wysiłkiem jak po
gładkim terenie, bo cały czas jedzie małymi kółeczkami po gładkich kołach obwodowych.
Utrudnienia terenowe pokonuje zwiększony moment obrotowy pochodzący od siły ciężkości. Ta
sił nie zmienia się bo składa się na nią ciężar pojazdu i rowerzysty. Tylko wydłuża się ramię, na
jakim ta siła działa, by pokonać opory toczenia. Tak pokonuje się zwiększone pory toczenia koła
zewnętrznego.
Przyjmuje to ciekawą formę przy jeździe po bruku. Koło napotyka zwiększony opór najeżdżając
na kamień a następnie zmniejszony opór gdy z niego zjeżdża. W celu pokonywani tych
szybkozmiennych oporów, ramię momentu obrotowego szybko się zmienia. W takt kolejnych
kamieni rower drga w płaszczyźnie poziomej, bo wyprzedzenie koła wewnętrznego raz rośnie a za
chwilę maleje. Taka specyfika.
Rewolucja w transporcie nie polega więc na tym, że trzeba będzie mniej pracy wykonać, tylko na
tym, że zmienia się wykonawców pracy. Rowerzysta wykonuje stałą pracę potrzebną dla jazdy po
gładkim terenie (małe kółeczka po gładkich kołach obwodowych). Zwiększoną pracę na
trudniejszym terenie lub przy zwiększonym ciężarze ładunku wykonuje jego ciężar i ciężar
pojazdu. Rowerzysta nie wykonuje z tego powodu dodatkowej pracy.