中国古代技术之被中香炉:重力自稳的万向支架设计 你能想象吗?古人在被窝里放一个燃烧的香炉,任意翻滚,火星和香灰却一粒不洒。两千年前,中国人真的造出了这件器物--被中香炉。
西汉《西京杂记》已有记载,唐代法门寺地宫、西安沙坡村均有实物出土,工艺精巧,并非文献传说。
它外观是镂空银球,拆开看,内部有两层同心圆环和最内层香盂,构件之间以互相垂直的轴连接。香盂利用重力自然下垂,外壳无论怎样翻滚,每层环都能绕自身轴独立转动,把外界转动逐层解耦,使香盂始终口朝上。香盂重心被设计在支点下方,外壳倾斜时重力会产生回复力矩,将其拉回竖直位置。这是不依赖电、磁和电子元件的纯重力自稳结构。
它与现代陀螺仪形似但原理不同:陀螺仪靠高速旋转的角动量守恒保持方向,而被中香炉内部没有旋转部件,靠的是纯重力矩。准确地说,古人造出的是陀螺仪与稳定器的核心骨架万向常平支架。
欧洲直到13世纪才在文献中被疑似提及,可考实物约为1545年英国沉船"玛丽·罗斯"号上的万向支架罗盘,比中国晚了一千六百年! http://t.cn/AX0mTysk
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