남향 전차

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남향 전차
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남쪽을 가리키는 전차(또는 마차)는 고대 중국의 이륜자동차로, 전차가 어떻게 회전하든 상관없이 남쪽을 가리키는 움직이는 포인터를 가지고 다녔다.보통 포인터는 인형이나 팔을 뻗은 형상의 형태를 취했다.이 수레는 항해를 위한 나침반으로 사용되었고 다른 목적도 있었을 것으로 추정된다.

고대 중국인들은 기원전 5세기에 동우체라고 불리는 이동식 갑옷 수레를 발명했다.그것은 전장에서 전사들을 보호하기 위한 목적으로 사용되었습니다.중국의 전차는 오두막 같은 지붕을 가진 일종의 이동식 보호 수레로 설계되었다.그것은 성벽의 기초를 약화시키기 위해 밑을 파헤치는 소퍼들을 보호하기 위해 도시 요새에 둘둘 말리는 역할을 할 것이다.초기 중국의 전차는 고대 중국 남향 ^[1][2]전차를 만드는 기술의 기초가 되었다.

초기의 남향 전차에 대한 전설이 있지만, 믿을 수 있는 최초의 기록은 삼국시대 조위의 기계 기술자 마준(馬 (, 200~265년)에 의해 만들어졌다.고대 전차는 아직 존재하지 않지만, 현존하는 많은 고대 중국 문헌에 따르면 1300년 경까지 간헐적으로 사용되었다고 한다.내부 구성요소 및 작동에 대한 정보가 포함되어 있습니다.

아마 다르게 작동하는 몇 가지 종류의 남쪽 방향 전차가 있었을 것이다.대부분의 경우 또는 모든 경우, 회전하는 로드 휠은 포인터를 정확하게 겨냥하기 위해 기어드 메커니즘을 기계적으로 작동시켰다.이 기계에는 자석이 없었고 남쪽 방향은 자동으로 감지되지 않았다.포인터는 여행을 시작할 때 손으로 남쪽을 향하고 있었다.그 후, 전차가 회전할 때마다, 이 메커니즘은 전차의 몸체에 상대적인 포인터를 회전시켜 회전에 대항하고 포인터가 남쪽을 향해 일정한 방향을 향하도록 했다.따라서 메커니즘은 본질적으로 누적 오류와 불확실성이 발생하기 쉬운 일종의 방향성 데드 카운팅을 수행했다.일부 전차의 기계장치에는 차동 기어가 있을 수 있다.

역사 교재

초기 소스

남쪽 방향의 전차인 남쪽 방향(자기장 없이)을 식별하기 위해 사용되는 바퀴 달린 기계식 차량인 남쪽 방향의 전차는 마의 동시대인 Fu Xuan에 ^[3]의해 간략하게 묘사되었다.동한의 정치가 원환(元an)이 쓴 3세기 위궤(玉e)의 자료에도 중국 기계공학자 마준(^[4]馬 jun)의 남쪽 방향 수레가 묘사돼 있다.관원성이 쓴 촉정기(record正記)의 진나라(266~420) 문헌에는 남쪽 방향의 병거가 종종 ^[4]도성의 상방(上方) 북문(北門)에 보관되어 있었다고 한다.그러나, 후에 쓰여진 송서(宋書) (6세기)는 남쪽을 가리키는 전차의 디자인과 용도를 더 자세히 기록하고 있으며, 서주(西州) 시대 훨씬 전에 사용되었다고 추정되는 이 장치의 배경 전설을 만들었다.이 책은 또한 남쪽을 가리키는 이 수레가 마준과 삼국시대 이후 재발명되어 사용된 것에 대해서도 기술하고 있다.영국의 과학자이자 역사학자 조셉 니덤이 번역한 6세기 본문에는 다음과 같이 쓰여 있습니다(남쪽을 가리키는 마차는 남쪽을 가리키는 마차라고 불립니다).

남쪽을 향한 마차는 국경 너머 먼 곳에서 온 사신을 집으로 인도하기 위한 수단으로 주공(기원전 1천년 시작)에 의해 처음 건설되었다.횡단해야 할 나라는 동쪽과 서쪽의 방향을 잃은 끝없는 평원이었기 때문에 (공작) 대사가 북쪽과 남쪽을 구별할 수 있도록 이 차량을 만들었다.구고자서에 따르면 정나라 사람들은 옥을 줍을 때 항상 '남점'을 가지고 다녔고, 이를 통해 (그들의 지위에 대해) 의심을 품지 않았다고 한다.그러나 진나라와 전한시대에는 이 차량에 대해 더 이상 들은 것이 없었다.후한시대에 장형이 다시 발명했지만, 왕조 말기의 혼란과 혼란으로 ^[5]보존되지 못했다.

위나라(삼국시대) 고동롱과 진랑은 둘 다 유명한 학자로 궁정 앞에서 남향 마차에 대해 그런 것은 없고 말도 안 된다며 논쟁을 벌였다.그러나 청나라의 긴 통치 기간 (233-237년) 동안, 명제 황제는 학자 마준에게 하나를 건설하도록 의뢰했고, 그는 적절하게 성공했다.이것은 다시 ^[6]진나라의 수립에 따른 난기 중에 사라졌습니다.

그 후, 후조 시호는 셰페이가 만들었고, 영호승은 다시 요흥을 위해 하나를 만들었다.후자는 이희 13년(417년) 진의 안디(安 di) 황제가 장안(江安)을 장악하면서 유송 무제(武帝)의 손에 들어갔다.그것의 외관과 구조는 드럼 캐리지와 같았다.맨 위에는 한 남자의 나무 형상이 놓여 있었고, 그 팔을 들어 남쪽을 가리키고 있었다(그리고 그 장치는 마차가 빙글빙글 돌았지만, 포인터 암은 여전히 남쪽을 가리키고 있었다).국군행렬에서는 남쪽을 가리키는 마차가 황실 ^[7]경호를 대동하고 길을 안내했다.

야만적인 장인들에 의해 만들어진 이 차량들은 특별히 잘 작동하지 않았다.남쪽 방향의 객차라고 불렸지만, 그들은 종종 사실을 가리키지 않았고, 기계를 조정하기 위해 안에 있는 누군가의 도움을 받아 단계적으로 곡선을 협상해야 했다.그래서 판양에서 온 기발한 자주 종지는 자주 새로운 (적절하게 자동화된) 남쪽 방향의 마차를 건설해야 한다고 말했다.그래서 숭명왕(477~479)이 끝나갈 무렵, 제왕의 재임 기간 동안 순제(zi帝)가 그것을 만들도록 의뢰했고, 완성되었을 때, 단양군수 왕승천과 검열원장 유휴에 의해 시험되었다.세공은 훌륭했고, 마차는 꼬여 백 방향으로 돌아갔지만, 손은 반드시 남쪽을 가리켰다.게다가 진나라 아래에는 남쪽을 향한 ^[7]배도 있었다.

이 구절의 마지막 문장은 선원 항해에 사용된 자석 나침반이 심국(1031–1095) 시대까지 사용되지 않았기 때문에 항해 시 매우 흥미롭다.송수(松,)는 마준(馬,) 이전의 남향(南-) 전례를 기술하고 있지만,^[8] 이 장치를 기술한 한(漢)이나 한(漢)시대 이전의 문헌이 없기 때문에 전적으로 신빙성이 있는 것은 아니다.사실, 주(周) 시대에 전설적으로 사용된 이야기를 기술한 최초의 출처는 삼국시대 ^[4]직후에 쓰여진 추이보의 고진주(高金周, 300년경) 책이다.추이보는 또한 이 장치의 복잡한 시공에 대한 자세한 내용은 한때 상방고시(上方古西)에 쓰여졌지만,^[4] 그의 시대에 의해 그 책은 없어졌다고 썼다.

일본.

남쪽을 가리키는 전차의 발명도 7세기에 일본으로 건너갔다.720년 일본서기에는 658년 ^[9]중국의 승려 지유와 지유가 덴지 천황을 위해 남쪽을 향해 여러 개의 병거를 건설했다고 기술되어 있다.이것은 666년에 만들어진 몇 개의 전차 장치들에 의해서도 이어졌다.^[9]

송시

이 남쪽 방향의 전차는 또한 이동 거리를 측정하기 위한 기계 장치인 주행 기록계의 초기 한나라 시대 발명과 결합되어 모든 현대 자동차에서 볼 수 있다.송시(1345년 편찬)의 송나라(960~1279년) 역사서에 기술자 안수(1027년)와 오대런(1107년)이 각각 남향전차를 만들었다고 언급되어 있는데,^[10] 그 내용은 다음과 같다.(Needham 번역에서는 인치와 피트(ft)가 거리 단위로 사용됩니다. 1인치는 25.4mm, 1피트(ft)는 12인치 또는 304.8mm입니다.)

연종 5년(1027년)에 공성부 과장 연소가 남쪽을 향해 마차를 만들었다.그는 왕좌를 추모하며 다음과 같이 말했다."5대 시대와 왕조 시대까지 제가 알기로는 그런 차를 만들 수 있는 사람은 없었습니다.하지만 지금은 제가 직접 디자인을 발명해 완성하는 데 성공했습니다.^[10]

그는 "이 방법은 (두 마리의 말을 위해) 하나의 장대가 달린 마차를 이용하는 것이다.차체의 바깥 틀 위에는 2층으로 된 덮개가 있습니다.맨 위에 시안(불멸)의 목상을 세우고 팔을 뻗어서 남쪽을 가리킵니다.총 120개의 톱니를 가진 9개의 휠을 사용한다. 즉, 2개의 피트 휠(즉, 캐리지가 달리는 로드 휠), 6피트 높이와 18피트 둘레, 2개의 수직 하부 휠, 2.4피트 직경 및 7.2피트 둘레, 각각 24개의 톱니를 3인치 간격으로.^[10]

"... 폴 끝의 크로스바 아래에 직경 3인치, 철제 차축에 의해 관통된 두 개의 작은 수직 바퀴가 왼쪽 1개의 작은 수평 바퀴에 직경 1.2피트, 톱니 12개, 중간 1개의 큰 수평 바퀴에 직경 4.8피트, 둘레 4ft의 작은 수평 바퀴에 직경 1.2피트, 직경 1.2피트입니다."48개의 톱니가 있는 14.4피트, 톱니는 3인치 간격으로, 중앙에는 (큰 수평 휠의) 8피트 높이와 직경 3인치의 중심을 관통하는 수직 샤프트, 꼭대기에는 시안의 ^[10]나무 형상을 운반한다.

마차가 (남쪽으로) 움직일 때 나무 조각상이 남쪽을 가리키도록 한다.폴이 동쪽으로 주행(및 이동)할 때 폴(폴의 뒤쪽 끝)이 오른쪽으로 밀리고, 우측 로드 휠에 부착된 하위 휠이 12개의 톱니를 앞으로 회전하며, 이 휠과 함께 우측 작은 수평 휠이 중앙의 큰 수평 휠을 왼쪽으로 1/4 회전시킵니다.12개의 이빨을 돌리면 마차는 동쪽으로 이동하고 나무 조각상은 가로로 서서 남쪽으로 향한다.(대신) 서쪽으로 회전하면 (폴의 뒷부분이) 왼쪽으로 밀립니다. 왼쪽 로드휠에 부착된 하위 휠은 로드휠 12개의 톱니로 앞쪽으로 회전하며, 이 톱니로 왼쪽 작은 수평 휠을 1회전시키고 중앙의 큰 수평 휠을 밀어 오른쪽으로 1/4바퀴 돌립니다.12개의 이빨을 돌렸을 때, 마차는 정서로 이동하지만, 나무 모양은 여전히 가로로 서 있고 남쪽을 가리키고 있다.북쪽을 향해 가고 싶다면 동쪽이든 서쪽이든 똑같이 ^[11]돌아간다.

Yan Su의 장치를 처음 설명한 후, 이 텍스트는 주행 기록계와 남쪽 방향의 전차를 결합하는 바퀴 달린 장치를 만든 Wu Deren의 작업을 계속 설명합니다.

기계가 만들어질 수 있도록 그 방법을 (적절한) 관계자에게 전달하라는 명령이 내려졌다.다관왕 원년(1107년)에 시종인 우더런은 남향 마차와 마차의 사양(안도계)을 제시하였다.이 두 대의 놀이기구는 그 해 조상 ^[12]제사의 큰 의식에서 처음 사용되었다.

남쪽을 향한 마차의 차체는 길이가 11.15피트, 너비가 9.5피트, 깊이가 10.9피트였다.마차의 바퀴는 직경이 5.7피트, 마차의 기둥 길이는 10.5피트, 그리고 차체는 상부와 하부의 2층으로 되어 있었다.가운데에 칸막이가 놓여 있었다.그 위에는 막대기를 든 시안의 형상이 서 있었고, 좌우에는 거북이와 학이 각각 한 마리씩, 그리고 술잔을 든 네 명의 소년 형상이 서 있었다.위층에는 네 귀퉁이 트립 메커니즘이 있었고, 또한 13개의 수평 바퀴가 있었습니다. 각각 직경 1.85피트, 둘레 5.55피트, 1.8인치 간격으로 32개의 톱니를 가지고 있었습니다.칸막이에 설치된 중앙 샤프트가 아래쪽으로 ^[12]뚫렸다.

아래층에는 13개의 바퀴가 있었다.가운데는 직경 3.8피트, 둘레 11.4피트, 2.1인치 간격으로 톱니 100개를 가진 가장 큰 수평 바퀴가 있었다. (수직 차축 위) 좌우 상부에 닿는 작은 수평 바퀴 2개가 각각 철제 무게를 가지고 있다.각각 지름 1.1피트, 둘레 3.3피트이며 17개의 이빨을 가지고 있으며 1.9인치 간격으로 떨어져 있었다.다시 왼쪽과 오른쪽으로 지름 1.55피트, 둘레 4.65피트, 그리고 2.1인치 ^[12]간격으로 24개의 톱니가 있는 바퀴가 부착되었다.

왼쪽과 오른쪽에도 쌍으로 된 쌍발 톱니바퀴가 달려 있었다.각 하부 구성 요소 기어는 직경 2.1피트, 둘레 6.3피트이며, 톱니 32개가 2.1인치 간격으로 있습니다.각 상부 구성 요소 기어는 직경 1.2피트, 둘레 3.6피트이며, 톱니 32개가 1.1인치 간격으로 있습니다.캐리지의 각 로드휠에는 직경 2.2피트, 둘레 6.6피트, 2.25인치 간격으로 32개의 톱니가 있는 수직 바퀴가 있었다.장대 뒤쪽 끝에는 작은 바퀴(물레)가 있고, 그 바퀴에 대나무줄이 매달려 있으며,^[12] 둘 다 각각 왼쪽 축과 오른쪽 축 위에 묶여 있었다.

캐리지가 오른쪽으로 회전할 경우 폴 뒤쪽 끝 왼쪽에 있는 작은 풀리가 왼쪽(작은 수평) 휠을 내리게 됩니다.왼쪽으로 돌면 폴 뒤쪽 끝 오른쪽에 있는 작은 도르래가 오른쪽(작은 수평) 휠을 내리게 됩니다.그러나 마차는 시안을 움직이고 소년들은 가로로 서서 남쪽으로 향한다.그 마차에는 ^[12]청동 앞부분이 달린 두 마리의 붉은 말이 달려 있다.

차동 기어가 달린 전차

배경 및 설명

전부는 아니더라도 대부분의 남쪽 방향 전차들이 차동 ^{[citation needed]}기어로 작동했다는 널리 믿어지는 가설이 있다.디퍼렌셜은 기어 조립체로, 오늘날 일부 전기 및 하이브리드 전기 자동차를 제외한 거의 모든 자동차에 사용되고 있으며, 외부 세계와 연결되는 3개의 축이 있습니다.A, B 및 C라는 라벨이 붙어 있습니다.기어에 의해 샤프트 A의 회전 속도가 샤프트 B와 C의 회전 속도의 합계에 비례합니다.축의 회전 속도에는 다른 제한이 없습니다.

자동차에서 샤프트 A는 (변속기를 통해) 엔진에 연결되고 샤프트 B와 C는 차량의 양쪽에 하나씩 두 개의 로드 휠에 연결됩니다.차량이 회전할 때 회전곡선 바깥쪽을 도는 바퀴는 안쪽 바퀴보다 더 멀리 굴러가야 하고 더 빨리 회전해야 한다.디퍼렌셜을 통해 양쪽 휠이 엔진에 의해 구동되는 동안 이러한 현상이 발생할 수 있습니다.휠 속도의 합계가 일정하면 엔진 속도가 변경되지 않습니다.

이 가설에 따르면 남쪽 방향 전차에서 축 B는 한쪽 바퀴에 연결되고 축 C는 방향 반전 기어를 통해 다른 쪽 바퀴에 연결되었다.따라서 샤프트 A는 두 휠의 회전 속도 차이에 비례하는 속도로 회전하게 되었습니다.포인팅 인형은 (아마도 중간 기어를 통해) 샤프트 A에 연결되었습니다.마차가 일직선으로 움직였을 때, 두 바퀴는 같은 속도로 회전했고 인형은 회전하지 않았다.전차가 회전할 때 바퀴가 다른 속도로 회전했기 때문에 (자동차와 같은 이유로) 차동 때문에 인형이 회전하여 전차의 회전을 보상받았다.

차동 기어가 달린 남쪽 방향의 전차가 있다는 가설은 20세기에 시작되었다.현대(예: 자동차)의 차동 사용에 익숙한 사람들은 고대 중국 기술 중 일부를 자신의 생각과 일치하는 방식으로 해석했습니다.본질적으로, 그들은 이전에 여러 번 다시 발명되었던 것처럼 남쪽을 향하는 전차를 다시 발명했다.최근 수십 년 동안 차동기를 사용하는 작업용 전차가 제작되었습니다.그러한 병거가 이전에 존재했는지는 확실치 않다.

안티키테라 메커니즘은 차동 기어를 사용한 것으로 알려져 있지만, 최초의 진정한 차동 기어는 1720년 ^[13]조지프 윌리엄슨에 의해 사용되었다.그는 평균 시간과 태양 ^[13]시간을 모두 표시하는 시계의 시간 방정식을 보정하기 위해 미분법을 사용했다.

기하학적 특성

만약 남쪽 방향의 전차가 차동 기어를 사용하여 완벽히 정확하게 제작되었다면, 그리고 완벽하게 매끄러운 지구를 여행했다면, 그것은 흥미로운 특성을 가지고 있었을 것이다.그것은 방향을 전달하는 기계식 나침반이 될 것입니다. 포인터에 의해 주어진 방향을 따라 나침반이 이동하는 경로를 따라 이동합니다.수학적으로 장치는 이동하는 경로를 따라 병렬 전송을 수행합니다.

이 전차는 직선이나 측지선을 감지하는 데 사용될 수 있습니다.마차가 이동하는 표면의 경로는 포인터가 마차의 베이스에 대해 회전하지 않는 경우에만 측지선입니다.

지구 표면의 곡률 때문에(지구처럼 둥글게 휘어져 있기 때문에), 전차는 일반적으로 이동할 때 남쪽을 가리키지 않을 것입니다.예를 들어, 전차가 측지선을 따라 이동하는 경우(대원 기준) 포인터는 대신 경로에 대해 일정한 각도로 있어야 합니다.또한, 두 개의 병거가 같은 출발점과 결승점 사이를 서로 다른 경로로 이동할 경우, 출발점에서 같은 방향을 목표로 했던 포인터는 일반적으로 결승점에서 같은 방향을 가리키지 않는다.마찬가지로, 만약 마차가 지구 표면의 같은 지점에서 출발하고 끝나는 닫힌 루프를 돌면, 일반적으로 마차의 포인터는 출발할 때와 같은 피니시의 방향을 향하지 않습니다.차이는 패스의 홀로노미이며, 폐쇄된 영역에 비례합니다.지구 반지름에 비해 이동 거리가 짧을 경우 이러한 차이는 작으며 실질적으로 중요하지 않을 수 있습니다.그럼에도 불구하고, 그들은 차동 기어를 기반으로 하는 이런 종류의 전차는 이상적인 조건에서 정확히 제작되고 사용되더라도 불완전한 나침반이 될 것이라는 것을 보여준다.

정밀도 및 영향의 결여

진짜 기계는 결코 완벽하게 만들어지지 않는다.간단한 기하학은 만약 전차의 메커니즘이 차동 기어를 기반으로 하고 있고, 예를 들어, 전차의 트랙 폭(바퀴 사이의 간격)이 3미터이고, 바퀴가 동일하도록 의도되었지만 실제로 직경이 1000분의 1만큼 다르다면, 만약 전차가 1킬로미터를 이동한다면, 전차가 1킬로미터를 이동한다는 것을 보여준다.직선으로, "남서쪽" 도형이 거의 20도 회전할 것입니다.처음에 정확히 남쪽을 가리킨다면, 1킬로미터의 여행 끝에 어느 바퀴가 더 큰가에 따라 거의 남남동쪽 또는 남남서쪽을 가리킵니다.만약 이 전차가 9km를 이동한다면, 그 수치는 거의 북쪽을 가리키게 될 것이다.분명히, 이것은 남쪽 방향의 나침반으로서 쓸모없게 만들 것이다.유용한 항해 도구가 되기 위해서는, 그 그림은 100킬로미터의 여정에 걸쳐 몇 도 이상 회전하지 않아도 되지만, 이것은 수레바퀴의 지름이 백만분의 1 이내여야 할 것이다.바퀴를 제조하는 과정이 이러한 정밀도를 가능했다고 해도(고대 중국 방식으로는 불가능), 바퀴의 평등을 유지할 수 있을지는 의문이다.접지가 불규칙하면 기기의 기능에 오류가 더해질 수 있습니다.

따라서 이러한 유형의 남쪽 방향 전차가 차동 장치를 사용하여 장거리 항해를 위해 실제로 사용되었는지 여부에 대해서는 상당한 회의론이 제기되었다.남향 인형은 직진할 때 차체에 고정되고, 차체가 회전할 때만 차체와 결합되는 것으로 추정된다.마부는 한 바퀴를 돌기 직전과 후에 조종 장치를 작동시키거나, 인형과 디퍼렌셜을 연결하고 분리하는 전차 안의 누군가에게 명령을 외쳤을 수도 있습니다.이것은 전차를 멈추지 않고도 가능했을 것이다.턴이 짧고 드물었다면 인형과 디퍼렌셜이 연결된 짧은 시간 동안만 누적되었기 때문에 포인팅 오류를 크게 줄일 수 있었을 것입니다.하지만, 그것은 어떻게 뾰족한 인형을 사용하지 않고 충분히 정확하게 직진할 수 있었는지에 대한 문제를 제기한다.

만약 이 전차의 진짜 목적과 그 설명이 실제 장거리 항해보다는 재미있고 외국인을 방문하는 데 인상적이었다면, 이 전차의 부정확성은 중요하지 않았을 것이다.대형 마차나 마차는 의무적으로 도로를 주행해야 한다는 점을 고려하면, 문제의 목적지는 일반적으로 알려지지 않은 방향은 아닐 것이다.위에서 인용한 출처는 마차가 행렬의 선두에 배치되었다는 사실, 높은 수준의 기계적 복잡성과 취약성, 그리고 그것이 항해에 사용되지 않았다는 결론에 여러 번 기여했다는 것을, 진정으로 실용적이고 유용한 항해 도구로서, 잊혀지거나 남겨지지 않을 것이다.미사용의

차동 기어가 없는 전차

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사우스 포인팅 전차가 디퍼렌셜 기어를 사용했다는 가설은 널리 받아들여지고 있지만, 디퍼렌셜 기어가 없는 기능적인 사우스 포인팅 전차가 가능하다는 것을 인식해야 한다.고대 묘사들은 종종 불분명하지만, 그들은 중국인들이 여러 가지 다른 디자인을 구현했으며, 적어도 그 중 일부는 차이를 포함하지 않았음을 시사한다.

기계 설계

고대 기술 중 일부는 남쪽을 향한 병거가 앞으로 직진하거나 일정한 곡률 반경을 가지고 좌회전하거나 우회전하는 세 가지 방법만 있을 수 있다는 것을 암시한다.회전 반경을 고정하기 위해 세 번째 바퀴가 사용되었을 수 있습니다.마차가 회전하고 있을 때, 포인팅 인형은 기어로 두 개의 주요 바퀴 중 하나 또는 다른 바퀴(예를 들어 마차가 움직이는 곡선의 바깥쪽에 있는 것)에 연결되었고, 따라서 인형은 미리 정해진 회전 속도를 보상하기 위해 일정한 속도로 회전했다.인형은 어떤 바퀴를 연결하느냐에 따라 반대 방향으로 돌기 때문에 회전은 좌우로 도는 전차를 보상해 주었다.이 설계는 디퍼렌셜 기어를 사용하는 것보다 단순했을 것입니다.

연수와 우더런의 수레에는 이런 종류의 장치가 사용된 것으로 보인다.(위의 Song Shi에서 인용한 설명을 참조하십시오.)주행 기록계 역할을 하기 위해 Wu Deren의 차량에 구성 요소가 있는 것 외에, 이 구성 요소들 사이에는 약간의 차이만 있었습니다.각각의 전차에서, 두 개의 주요 바퀴는 수직 기어 바퀴에 부착되었다.큰 수평 기어 휠이 포인팅 인형에 연결되었고(아마도 중간 기어를 통해), 직경이 수직 기어 휠의 맨 위 지점 사이의 공간을 거의 가로지르도록 배치되었습니다.마차가 직진할 때는 이 기어들 사이에 아무런 연결고리가 없었지만, 마차가 회전할 때는 작은 기어 바퀴가 수평 기어와 수직 기어 중 하나에 닿도록 내려져 인형이 바퀴 중 하나에 연결되었다.두 개의 작은 기어 휠을 사용할 수 있었는데, 하나는 수평 기어를 각각의 수직 기어에 연결하기 위한 것이었다.물론 동시에 사용한 것은 아닙니다.작은 기어 바퀴는 마차를 끄는 말들이 매단 기둥에 부착된 추, 도르래, 줄의 배열로 올리고 내렸다.말이 한쪽으로 움직이면, 전차를 돌리기 위해, 장대가 움직였고 끈은 적절한 작은 기어 바퀴를 작동 위치로 내렸습니다.말들이 똑바로 걷기로 돌아왔을 때, 작은 기어 바퀴는 주요 수평 및 수직 기어와 닿지 않게 들어 올려졌다.따라서 시스템이 자동으로 작동했습니다.작은 기어로 수평 기어와 연결되는 수직 기어의 대칭성은 수평 기어로 연결된 로드 휠에 따라 수평 기어가 반대 방향으로 회전하게 되어, 병거가 좌우로 회전할 때 포인팅 인형이 반대 방향으로 회전하게 됩니다.

설명에는 회전 반지름을 고정하기 위한 세 번째 로드 휠이 언급되어 있지 않지만, 이러한 휠이 있었을 가능성이 있습니다.기어가 부착되어 있지 않기 때문에, 아마 설명의 작성자는 그것이 메커니즘의 중요한 부분이라는 것을 깨닫지 못했기 때문에 언급하지 않았을 것입니다.그런 바퀴를 차 위에 올려놓고 제대로 작동시키는 것은 어렵지 않았을 것이다.그것은 말들이 마구를 매고 있던 기둥에 붙어 있었을지도 모른다.폴의 움직임을 좌우로 제한하기 위한 정지 장치가 제공되었을 것이다.

세 번째 로드 휠을 포함하면 이 유형의 사우스 포인팅 전차는 좋은 조건에서 짧은 여행을 할 때 나침반으로 매우 정확하게 작동할 수 있었지만, 장거리 여행을 할 때 차동 메커니즘을 사용하는 전차처럼 누적 오류가 발생할 수 있습니다.

만약 세 번째 바퀴가 없다면, 바퀴 두 개 중 하나는 정지해 있고 다른 하나는 회전하고, 뾰족한 인형이 기어로 연결되어 있다면, 이 전차는 나침반 역할을 했을지도 모른다.마부는 말을 적절히 조종함으로써 정지해 있는 바퀴가 돌아가는 것을 막을 수 있었다.회전하는 바퀴가 움직이는 곡선의 반지름은 전차의 궤도폭과 같으며, 인형을 회전시키는 기어가 그에 따라 선택되었을 것이다.이 설계는 단거리 여행의 경우 나침반으로 작동하지만 장거리 여행의 경우 누적 오류에 시달릴 수 있습니다.또한, 그 전차는 느리고 선회하기 불편했을 것이다.턴이 거의 실행되지 않았다면 이것은 문제가 되지 않았을 것이다.

연수의 수레에 달린 톱니바퀴와 이빨 수를 보면 세 번째 바퀴 없이 이렇게 작동했다는 것을 알 수 있다.포인팅 인형이 큰 수평 기어 휠에 직접 부착되어 있고, 전차의 트랙 폭은 로드 휠의 직경과 같다면 기어비는 정확했을 것입니다.우데렌의 수레도 이런 방식으로 작동하도록 디자인된 것으로 보인다.전차의 폭, 따라서 선로 폭은 바퀴의 지름보다 더 컸을 것이다.기어비는 이러한 치수에 적합했습니다.

마차는 바퀴 중 하나가 정확히 회전을 멈추도록 하기 위해 마차의 각 회전 반경이 정확한지 확인하기 위해 대단한 기술을 사용해야 했을 것이다.그가 이것을 제대로 하지 않았다면, 그 뾰족한 인형은 계속해서 남쪽을 향하지 않았을 것이다.어느 정도 날카롭게 회전함으로써 조준 방향을 조정할 수 있었을 것이다.이것은 때때로 그에게 전차를 부정하게 사용할 기회를 줬을 것이다.예를 들어 구경꾼들에게 시범을 보이고, 그 앞에서 여러 번 회전하며 운전한다면, 어느 쪽이 남쪽인지 알 수 있는 마차는 오랜 시간 동안 나침반처럼 매우 정확하게 움직이는 것처럼 보이게 할 수 있었을 것이다.관객들에게 기계를 보여주고 마부가 인형을 조종할 수 없다는 것을 알 수 있었을 것이다.그들은 아마도 메커니즘의 명백한 정확성에 감탄했을 것이다.이런 종류의 전차는 때때로 관객들에게 사기적인 인상을 주기 위해 만들어졌을 가능성이 있다.아마도, 이 전차를 만든 사람들은 그들과 함께 고용주를 속였을 것이고, 이것은 아무도 실제 항해를 위해 이 전차를 사용하려 하지 않았다면 그들에게 부와 명성을 가져다 줄 수 있었을 것이다.

현재 사용되는 자이로 나침반이라는 장치를 사용하는 것을 포함하여 남쪽 방향의 전차를 위한 다른 기계적인 디자인도 가능하다.그러나 고대 중국인들이 이 사실을 알고 있었다는 증거는 없다.

비기계적 가능성

남쪽을 향하는 전차들은 순수하게 기계적인 장치가 아닐 수도 있다.전차 안에 타고 있던 누군가가 나침반 방향을 결정하는 비기계적인 방법을 사용하여 인형을 전차 위에 올려놓았을 수도 있습니다.다음과 같은 몇 가지 방법을 사용할 수 있습니다.

• 자석 나침반을 사용해서.중국인들은 11세기까지 항해를 위해 이것을 사용했는데, 그 때 남쪽 방향의 전차가 여전히 만들어지고 사용되었습니다.
• 태양 및/또는 별(예: 북극성)의 천문학적 관측을 이용합니다.중국의 천문학 지식은 광범위했다.
• 현지 지식을 활용하여.마차를 탄 사람은 그 지역을 알고 있거나 지도나 설명을 가지고 있었을 것이다.
• 하늘에서 빛의 편광을 관찰함으로써.바이킹들은 아이슬란드 스파의 복굴절 결정을 사용하여 ^{[citation needed]}거의 동시에 이 방법으로 대서양을 횡단했습니다.아이슬란드 참새는 중국뿐만 아니라 아이슬란드와 다른 곳에서 발견됩니다.벌과 같은 곤충들은 하늘 편광에 반응하여 집으로 가는 길을 찾기 위해 그것을 사용할 수 있다.중국인들이 그것을 사용했는지 아닌지는 가상이지만, 확실히 가능하다.
• 지구 대기에 의해 굴절된 빛을 관찰함으로써.이것은 폴리네시아 항해사들이 태평양 섬들 사이에서 배를 조종하기 위해 사용했던 기술 중 하나이다.지구의 표면, 바다 또는 지면이 그 위의 공기보다 차가울 때, 표면 근처에 조밀한 공기층이 형성되어 빛을 아래로 굴절시킨다.그 결과 빛은 지구의 곡률을 돌 수 있고, 단순한 기하학이 예측하는 것보다 훨씬 더 먼 거리에서 사물을 볼 수 있게 된다.이미지는 매우 왜곡되어 있지만 숙련된 내비게이션에 의해 인식될 수 있습니다.몇몇 다른 폴리네시아 기술들도 땅에서도 사용될 수 있고 중국인들이 사용했을 수도 있다.

바퀴의 회전에 의존하는 메커니즘과는 달리, 이러한 방법의 대부분은 바다에서 사용될 수 있습니다.이것은 남쪽을 가리키는 마차의 해양 버전이 존재했다는 언급(위의 "가장 오래된 자료" 참조)을 설명할 수 있다.

이 방법들은 전차를 위한 기계적인 디자인과 달리 장거리에서도 정확하게 작동할 수 있습니다.

비기계적 방향성의 필요성

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남쪽을 찾는 비기계적인 방법은 여행을 시작할 때 남쪽을 향한 포인터를 겨냥하여 남쪽을 가리키는 기계식 전차가 초기화되었을 때 사용되었을 것입니다.위의 "비기계적 가능성"에서 언급된 방법 중 하나를 사용할 수 있습니다.

남쪽 방향의 전차가 장거리 항해에 실제로 사용된 경우, 비기계적 방향 탐지 방법에 의존해야 합니다(초기화 후).위에서 설명한 바와 같이 탑승자가 비기계적으로 작동했을 수 있습니다.또는 기계적인 메커니즘이 있는 경우 누적된 오류와 불확실성을 제거하기 위해 비기계적으로 자주 재초기화되어야 한다.

남쪽을 찾는 데 기계적이지 않은 방법은 장거리 항해에 전혀 사용되지 않는 병차뿐이었을 것이다.만약 몇몇 병차가 오락이나 사기 목적으로만 사용되었더라면, 그들은 순전히 기계적으로 작동할 수 있었을 것이다.초기화는 단순히 임의의 방향을 "남쪽"으로 선언함으로써 피할 수 있었다.

최신 복제품

남쪽을 향한 역사적인 전차는 남아 있지 않지만 실물 크기의 복제품을 찾을 수 있습니다.

중국 베이징의 역사박물관은^{[clarification needed]} 옌수(1027년)의 메커니즘을 바탕으로 한 복제품을 소장하고 있다.대만 타이페이에 있는 국립고궁박물관은 1932년의 란체스터 메커니즘을 바탕으로 한 복제품을 소장하고 있다.

"남쪽의 포인팅 맨"이라고 불리는 두 개의 복제품은 캐나다 토론토에 있는 온타리오 과학 센터에서도 볼 수 있다(그리고 물리적으로 실험할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 고대 중국의 전차
• 중국 군용 마차
• 중국의 과학기술사
• 중국의 발명품 목록
• 기계 공학

메모들

레퍼런스

• 중국 남향 전차: 곡률 및 평행 반송 M을 가시화하는 간단한 기계 장치.Santander, 미국 물리학 저널– 1992년 9월– 제60권, 제9호, 페이지 782–787
• 니덤, 조셉(1986년).중국의 과학과 문명: 제4권 제2부.타이베이: 케이브 북스
• Kit Williams, Enginuity of Innigence, Gingko Press (2002년 2월), ISBN 978-1-58423-106-6

외부 링크

• South Pointing Things – 많은 정보, 이미지 및 전차 제작 계획이 있는 유용한 사이트
• RLT – 풀기능 모델 키트
• 개방형 디퍼렌셜의 3D 모델 동영상