诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)

诸葛亮设计木牛流马的原理,就是用简单力学对当时独轮车进行改进而已

木牛流马是由诸葛亮设计和构思,蒲元等参与研制,属于三国演义中令人向往的神奇物件。民间传说中是诸葛亮从妻子处获取了木牛流马的设计,此说对后世影响很大,诸多的后人均以不同的形式试图复制木牛流马的构成,但均不成功。研究和复制木牛流马必须按照诸葛亮的《作木牛流马法》作为依据,因此对其原理的分析至关重要。

诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)(1)

1.利用车轮滚动型的基本原理,是木牛流马运载物资的最佳形式

关于木牛流马的原理,历史十分悠久,宋代高承《事物纪原》中提出了独轮车的说法,延宕至今,关于独轮车的原理可能是最接近木牛流马运载物资的形式。并由此发展为木牛为独轮车,流马为四轮车的说法。

诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)(2)

从原理上分析,这种车轮滚动型的木牛流马结构是最适宜古代运载物资的。在古人的长期实践中可以得知,运用重物时用牛马驼或者人背肩挑都是最吃力的,只有运用滚动运输减少摩擦力才是最为有效省力的方式。因此车轮滚动型完全解决了木牛流马的负重和速度问题,故而,这种木质的、圆形车轮的、与人力共同参与的木牛流马是最接近的形式。

诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)(3)

2.杠杆驱动型的原理虽然结构上能够实现,但实际上的可用性与真实相距甚远

考虑到当时的科技水平,按照木牛流马的设计,复制符合当时条件的木牛流马,主要运用杠杆驱动原理。比如当时的指南车、水转百戏、翻车、改造后的提花机等等,都可以看出,在当时的机械水平下,人们已经能够熟练地运用杠杆原理解决直线运动和旋转运动之间的转换技术。同时,齿轮、滑轮、绳索的使用也支持这类技术的实用。

诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)(4)

但是需要指出的是,杠杆驱动型原理的适用,并不代表这种类型的木牛流马制作具有正确性,因为杠杆驱动尽管有效,但是其制作是非常费时费力的,同时,由于结构的精细性,一旦出现损坏,短时间内很难修复。结合诸葛亮北伐的紧迫情况,不可能对此杠杆驱动型的木牛流马进行大规模制造。木牛流马可能是诸葛亮对当时的某种运输车辆进行改进,从而节省了人力和畜力,适合当时的北伐线路而已。

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3.木牛流马原理中,最不靠谱的当属四足迈步型机械步行器

在关于木牛流马原理考证和事物复制的研究中,有一种类型是基于机械结构的复制品,这种类型显然不符合当时的科技水平,因此此类型的木牛流马虽然在外观形式上符合有关传说,但实际上很难实现。

由于这种机械步行器行走缓慢,且很难负重前行,不可能适用于当时的物资运输,更不可能接近当时诸葛亮的设计。因此机械步行器式的原理虽然能够实现民间传说中的外观条件,但是属于最不靠谱的设计。

诸葛亮木牛流马复原(诸葛亮木牛流马的原理)(6)

概而言之,有关木牛流马的原理,可以有以下判断:

其一,车轮滚动型原理是古代运载物资的最佳形式,木牛流马无论是独轮车还是四轮车,均基于车轮滚动解决负重和速度问题;

其二,杠杆驱动型原理虽然构造合理但相距真实甚远,木牛流马尽管用杠杆驱动原理能够实现,但是驱动费力,构造费时;

其三,四足迈步型原理的机械架构属于不靠谱的步行器,木牛流马显然不是机械结构,且无法负重,速度缓慢,机械原理不适用。

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