راز تعادل خودروهای دوچرخ چیست؟

[Rez@ee]

دانش > فناوری - ساخت خودرویی با تنها دو چرخ در ابتدا ترسناک بود و کمتر کسی به همه‌گیر شدن آن امید داشت، اما راز زیبای تعادل آن خودروی دوچرخ که در عملکرد ژیروسکوپ نهفته است، قلب سیستم‌های ناوبری امروزی است.
مجید جویا: بیشتر ایده‌های جدید علمی هر قدر هم که در ابتدا نبوغ‌آمیز و هوشمندانه به نظر رسیده باشند. در نهایت غلط از آب در آمده‌اند؛ ولی برای تعداد محدودی از ایده‌های نو، درست عکس این روند اتفاق افتاده است. آنها در ابتدای مطرح شدن با نفی و بی‌مهری منتقدان روبرو شده بودند، اما درنهایت نه تنها درست بودن خود را به اثبات رساندند، بلکه دنیا را نیز تغییر دادند. نشریه نیوساینتیست در گزارشی، 10 مورد از این ایده‌های انقلابی را معرفی کرده است.
لوئیز برنان مهندسی ایرلندی-استرالیایی بود که شیوه حمل‌ونقل عجیب و نامتعارفی را اختراع کرد: خودروی ژیروسکوپی با دوچرخ که یکی از چرخ‌ها در قسمت جلو و دیگری در عقب دستگاه قرار داشت، درست مانند یک دوچرخه. هرچند این نیای اولیه موتورسیکلت نتیجه‌ای جز شکست به همراه نداشت، ولی به انقلابی گسترده‌تر در حمل‌ونقل منجر شد.
ژیروسکوپ‌ها از اصل بقای تکانه زاویه‌ای استفاده می‌کنند، این‌که یک شیء دوار تمایل دارد جهت و شدت دوران خود را حفظ کند و به همین دلیل، چرخ ژیروسکوپ در برابر هر نیرویی که بخواهد محور چرخشش را تغییر دهد، مقاومت می‌کند. برنان دریافت که ژیروسکوپ می‌تواند یک مونوریل را سر پا نگه دارد و در سال 1903، حق امتیاز این ایده را به نام خود ثبت کرد. او نمونه کوچکی از یک مونوریل را در نمایشگاه انجمن سلطنتی لندن در سال 907 به نمایش گذاشت و توجه جهانیان را برانگیخت. نویسنده مشهور اچ.جی ولز در رمان سال 1908 خود با نام جنگ در آسمان، به این اختراع اشاره کرد و توضیح داد که چگونه ایده یک خودروی ژیروسکوپی که بر روی کابلی بر فراز یک دره حرکت می‌کند، تماشاگران را نگران کرده بود: «تصور کنید اگر ژیروسکوپ از حرکت بایستد، چه می‌شود!».
برنان در سال 1909، نمونه‌ای در اندازه‌های اصلی را از دستگاه خود به نمایش گذاشت، ولی همان‌گونه که ولز پیش‌بینی کرده بود، نگرانی‌های امنیتی مانع از تجاری شده این ایده گردید. اینجا، المر اسپری وارد داستان می‌شود. او که بر روی فناوری ژیروسکوپ خود کار می‌کرد، امتیاز برنان را خرید و شرکت ژیروسکوپ اسپری را در بروکلین نیویورک تاسیس کرد تا کاربردهای دریایی ژیروسکوپ را شامل ژیروکامپس (قطب‌نمای ژیروسکوپی) و پایدارسازهای کشتی‌های تعقیب کند. امروزه، ابزارهای توسعه یافته توسط اسپری و دیگران در همه جا پیدا می‌شود. ژیروکامپس‌ها از اصل ژیروسکوپی استفاده می‌کنند تا سوزن را رو به شمال نگه دارند،
ژیروسکوپ‌ها همچنین در قلب سیستم‌های هدایت نیز قرار دارند، و تجهیزات کشتی‌های جنگی، تانکرهای نفت، سلاح‌های دریایی و دیگر ابزار مشابه را هدایت و پایدار می‌کنند. استفاده از ژیروسکوپ‌ها حتی به مدارهای الکترونیکی به‌کاررفته در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها هم رسیده است.