Можливо, ви звертали увагу, що у багатьох возів і підвід є дивна, на перший погляд, особливість: передні колеса менші за задні, інколи — майже вдвічі. Така різниця з’явилася зовсім не випадково і має цілком практичне пояснення.
Насправді причина тут не одна, а цілий комплекс взаємопов’язаних чинників. У центрі всього — керованість. Саме від неї й “танцює” конструкція класичного воза.
Перш за все — радіус повороту. Менші передні колеса дозволяють возу бути значно маневренішим. Це легко уявити, якщо ви бодай раз їздили велосипедом: малому колесу потрібно менше простору, щоб провернутися. Тут закономірно виникає питання — а чому тоді не зробити всі колеса однаковими й просто зменшити сам віз? До цього моменту ми ще повернемося трохи згодом.
Окрім маневреності є й інший, не менш важливий аспект, який добре видно при уважному огляді конструкції. Менший діаметр переднього колеса зменшує радіус поворотної осі під кузовом воза. Завдяки цьому передня вісь разом із дишлом або тяговим брусом може повертатися на значно більший кут, перш ніж колесо торкнеться платформи чи борту. У деяких варіантах передні колеса навіть частково заходили під сам кузов.
Схема не ідеальна, зате принцип зрозумілий. Це знову ж таки зменшує радіус розвороту і робить маневрування в тісних умовах значно простішим. Великі передні колеса впиралися б у боковини воза або вимагали складних вирізів у платформі, що за старих технологій було важко реалізувати.
Є ще один важливий момент — розташування тяги. Саме на передній осі зазвичай кріпиться дишло. Коли вісь керування розташована нижче (завдяки меншому колесу), геометрія керування стає простішою, а навантаження на дишло — більш передбачуваним. Якщо ж переднє колесо було б високим, точка повороту піднімалася б, змінюючи плечі сил, через що керування ставало б важчим і менш точним.
Тепер повернімося до питання однакових коліс. Якщо малі передні колеса такі зручні, чому б не зробити всі колеса маленькими?
Тут у гру вступає інша фізика — робота з навантаженням і нерівностями. У возах основна маса вантажу припадає саме на задню вісь. Тому задні колеса робили більшими: вони краще витримують вагу, легше долають колії, каміння та інші перешкоди й забезпечують більш плавний хід. Передні ж колеса виконують переважно керувальну функцію — менший розмір знижує непідресорену масу й полегшує управління. Задні ж мають тримати напрям і не підводити в дорозі.
Великі задні колеса значно краще “перекочуються” через колоди, вибоїни й нерівності, зберігаючи курсову стійкість воза.
Втім, хтось обов’язково зауважить: адже існують зображення і навіть збережені вози з однаковими колесами. І це правда.
У таких випадках часто діяли за принципом “аби їхало”. Не завжди була можливість або потреба робити складну поворотну передню вісь. Головне — не тягнути вантаж на собі. Ця логіка, до речі, дожила й до наших днів.
У селах і сьогодні можна побачити саморобні платформи на колесах у стилі “постапокаліпсису”, зібрані з усього, що було під рукою. Виглядає це часом кумедно, а інколи — вражаюче, коли, скажімо, осел тягне віз із колесами від старого автомобіля. Але як приклад інженерної імпровізації це цілком показово.
Історично розміри коліс також залежали від доступних матеріалів. Для великих задніх коліс потрібні були довші спиці, міцніші ободи, більше заліза й деревини. Виготовлення двох однаково великих осей збільшувало витрати матеріалу, вагу конструкції та її вартість, не даючи пропорційної користі.
Втім, інколи вози навмисно робили з однаковими великими колесами на обох осях. Це було виправдано на далеких маршрутах із поганими дорогами — а такими вони були майже всюди. Великі передні колеса зменшували опір коченню, а кількість поворотів на таких шляхах була мінімальною. У цьому випадку прохідність і комфорт ставали важливішими за маневреність.
До того ж відігравала роль і взаємозамінність. Одне запасне колесо підходило одразу на обидві осі, що було надзвичайно цінно в далеких поїздках. Інакше довелося б везти два різні запасні колеса. А ламалися вони часто — достатньо подивитися на залишки старих брукованих доріг у музеях-заповідниках, щоб зрозуміти, чому це траплялося.
Попри все, у більшості випадків колеса все ж робили різного розміру, і передні залишали меншими.
P.S. Сучасні вози та причепи не зовсім коректно розглядати в цьому контексті. Сьогодні й поворотні осі досконаліші, і колеса значно витриваліші за дерев’яні. Тож усі ці міркування стосуються насамперед старих возів, які ми бачимо в музеях і на історичних реконструкціях.
