Мысли вслух 1048

ДРЕВНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛИ

Около 2000 лет назад Герон изобрел для храмов египетского города Александрии автоматически открывающиеся двери.

Кроме того, Герон был еще и специалистом по организации публичных зрелищ. Его конструкция автоматических дверей для храма была подарком египетским жрецам, которые столетиями использовали механические или иные чудеса, чтобы укрепить свою власть и престиж.

Применив относительно простые принципы механики, Герон изобрел устройство, при помощи которого словно невидимыми руками открывались двери
небольшого храма, когда жрец зажигал огонь на жертвеннике напротив него.

В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух.
Тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью. Последняя
была подвешена на цепях системы весов и шкивов, которые поворачивали
двери на их осях, когда бадья становилась тяжелее.

Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила еще одна удивительная
вещь. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в
сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались.

Другая конструкция, описанная в трудах Герона, — рожок, звучавший при
открытии дверей храма. Он играл роль дверного звонка и сигнала тревоги при
взломе.

Несомненно, система автоматических дверей, описанных Героном, действительно использовалась в египетских храмах и, возможно, где-нибудь в грекоримском мире. Сам изобретатель мимоходом ссылался на альтернативную систему, использованную другими инженерами: «Некоторые из них вместо воды
применяют ртуть, так как она тяжелее и легко разъединяется огнем». Что означало у Герона слово, переводимое как «разъединяется», пока неизвестно, однако применение ртути вместо воды в механизмах, похожих на конструкцию Герона, конечно же, делало их более эффективными.




 
 

Металлические части автоматических дверей Герона (цепи, шкивы, емкости и приспособления для прекрасно вращавшихся дверей), очевидно, были украдены сотни лет назад.

Герон Александрийский изобрел первый работающий паровой двигатель и
назвал его «ветряной шар». Его конструкция предельно проста. Широкий свинцовый котел с водой помещали над источником тепла, например, горящим древесным углем. По мере закипания воды в двух трубах, в центре которых вращался шар, поднимался пар. Струи пара били через два отверстия в шаре, заставляя его вращаться с большой скоростью. Такой же принцип лежит в основе
современного реактивного движения.

Могли паровой двигатель использоваться в практических целях? Чтобы найти ответ на этот вопрос, специалист по античности доктор Дж. Г Лэнделс из университета в Рединге с помощью специалистов инженерного факультета сделал
точную рабочую модель устройства Іерона. Он обнаружил, что она развивала большую скорость вращения — не менее 1500 оборотов в минуту: «Шар устройства
Іерона, возможно, был самым быстровращающимся предметом его времени».

Тем не менее у Лэнделса возникли трудности при подгонке соединений
между вращающимся шаром и паровой трубой, что не позволяло сделать приспособление эффективным. Свободный шарнир позволял шару быстрее вращаться, но тогда быстро улетучивался пар; тугой шарнир означал, что энергия
расходовалась на преодоление трения. Пойдя на компромисс, Лэнделс посчитал, что эффективность механизма Герона, возможно, была ниже одного процента. Поэтому, чтобы произвести одну десятую долю лошадиной силы (силу
одного человека), понадобился бы довольно большой агрегат, потреблявший
огромное количество горючего. Энергии бы тратилось на это больше, чем мог
произвести сам механизм.

Герону под силу было изобрести более эффективный способ использования
энергии пара. Как отмечал Лэнделс, все необходимые элементы для эффективного парового двигателя найдены в устройствах, описанных этим древним инженером. Его современники сделали цилиндры и поршни с чрезвычайно высоким коэффициентом полезного действия, которые Іерон использовал в конструкции водяного насоса для тушения пожара. Подходящий механизм с клапанами для парового двигателя найден в его конструкции водяного фонтана, работавшего на сжатом воздухе. Его механизм похож на современный опрыскиватель от насекомых. Он состоял из круглой бронзовой камеры, которая была
совершеннее свинцового котла в его паровом двигателе, так как могла выдерживать высокие давления.

Герону или любому его современнику не составило бы труда скомбинировать все эти элементы (бойлер, клапаны, поршень и цилиндр), чтобы сделать
работоспособный паровой двигатель. Утверждали даже, что Герон пошел в своих
опытах дальше, собрав необходимые элементы в эффективный паровой двигатель, но то ли погиб при испытании, то ли оставил эту затею. Ни одно из этих
предположений не обосновано. Вероятнее всего, из-за занятости он не смог
реализовать эту идею. Однако в Александрии и греко-римском мире было множество других знающих и изобретательных инженеров. Так почему же никто из
них не развил эту идею в дальнейшем? По-видимому, все дело в экономике.
Потенциал многих изобретений никогда полностью не был реализован в Древнем мире из-за рабовладельческого хозяйства. Если даже какому-нибудь блестящему ученому удалось бы создать паровой двигатель, способный выполнять
работу сотен человек, то новейший механизм не вызвал бы интереса у промышленников, ибо на рынке рабов под рукой у них всегда была рабочая сила.
А ведь ход истории мог бы оказаться иным...