 |
Паровой двигатель Герона Александрийского |
В нашем обществе сегодня мы часто удивляемся и впечатляемся развитием технологий и инженерии, главной характеристикой нашей цивилизации. Однако, если мы оглянемся более чем на 2000 лет назад, мы сможем найти механические чудеса и невероятные инженерные подвиги, опередившие свое время. Многие из них затерялись на страницах истории лишь для того, чтобы заново открыться всего несколько столетий назад. Это включает в себя первый современный паровой двигатель.
 |
Герон Александрийский |
Герон Александрийский, или Герой Александрийский, как его часто называли, был греком, родившимся в 10 г. н.э. в Александрии , ныне являющейся частью Египта, и вторым по величине городом после Каира. О жизни Герона известно немного, однако известно, что он родился у родителей-греков, переселившихся в Александрию после завоевания Александром Македонским. Герон был математиком и инженером, которого считали одним из величайших изобретателей древности.
В эпоху, когда жил Герон, великая Александрийская библиотека была в своей славе, и считается, что Герон преподавал в Александрийском музее, месте, где ученые и ученые встречались и обсуждали.
Что очень немногие знают, благодаря упущению важных фактов из наших учебников по истории, так это то, что Герон был первым изобретателем паровой машины , устройства с паровым приводом, которое называлось эолипилом или «двигателем Герона». Название происходит от греческого слова «Айолос», который был греческим богом ветров.
Хотя некоторые другие говорили об устройствах, подобных эолипилам, до Герона, Герон был первым, кто подробно описал их и дал инструкции по их изготовлению в своей книге Pneumatica , где описано более 78 устройств. Многие идеи Герона были развитием и усовершенствованием другого греческого изобретателя, жившего в Александрии за 300 лет до него, известного как Ктесибиос , первого, кто написал о науке о сжатом воздухе.
Но что такое эолипил? Это сфера, расположенная таким образом, что она может вращаться вокруг своей оси. Сопла, расположенные напротив друг друга, будут выбрасывать пар, и оба сопла будут создавать комбинированную тягу, приводящую к крутящему моменту, заставляющему сферу вращаться вокруг своей оси. Сила вращения ускоряет сферу до такой степени, что сопротивление тяги и воздуха приводит ее к устойчивой скорости вращения. Второе видео в конце этой статьи демонстрирует, как это работает.
Пар создавался кипящей водой либо внутри сферы, либо под ней, как видно на изображении. Если котел находится под сферой, то он соединяется с вращающейся сферой через пару труб, которые одновременно служат осью для сферы. Копия машины Герона могла вращаться со скоростью 1500 выстрелов в минуту при очень низком давлении в 1,8 фунта на квадратный дюйм.
ПОСТАВЬТЕ котел над огнем: шар должен вращаться на оси. Огонь разжигают под котлом АВ (рис. 50), содержащим воду и закрытым со стороны горлышка крышкой CD; с ним сообщается изогнутая трубка EFG, конец трубки вставлен в полый шар H K. Напротив конца G поместите ось LM, опирающуюся на крышку CD; и пусть шар содержит две изогнутые трубы, сообщающиеся с ним на противоположных концах диаметра и отогнутые в противоположные стороны, изгибы под прямым углом и поперек линий FG, L M. По мере нагревания котла будет найдено что пар, попадая в шар через EFG, выходит через изогнутые трубки к крышке и заставляет шар вращаться, как в случае с танцующими фигурами.
Это изобретение было забыто и никогда не использовалось должным образом до 1577 года, когда паровая машина была заново изобретена философом, астрономом и инженером Таку аль-Дином. Но в основном он описал то же устройство, что и Герон, способ вращения вертела с помощью струйных потоков на периферии колеса.
Еще одним изобретением Герона было «ветряное колесо», приводившееся в движение ветром колесо, которое использовалось для приведения в действие машины, соединенной с органом. Он также изобрел первый торговый автомат, автоматически открывающиеся двери, « чудесные»движения и звуки в храмах, пожарная машина, автономный фонтан и многие механизмы греческого театра. Одно из его театрально-механических изобретений включало полностью механическую роботизированную театральную пьесу с использованием бинарной системы узлов и веревок и простых машин, даже создавая искусственные звуки грома, насосы и концентрацию света в определенных частях представления. Его работы включают описания машин, работающих на воздухе, паре или давлении воды, архитектурных приспособлений для подъема тяжелых предметов, методов вычисления поверхностей и объемов, в том числе метода вычисления квадратного корня, военных машин и манипулирования светом с помощью отражения и зеркал.
Понятно, что Герон был гением с невероятно передовыми для того времени знаниями. К сожалению, большая часть его оригинальных сочинений была утеряна, и лишь немногие из них сохранились в виде арабских рукописей. Кто знает, сколько еще невероятных изобретений было задокументировано Героном более 2000 лет назад.
В эпоху, когда жил Герон, великая Александрийская библиотека была в своей славе, и считается, что Герон преподавал в Александрийском музее, месте, где ученые и ученые встречались и обсуждали.
 |
«Паровая машина», изготовленная |
Что очень немногие знают, благодаря упущению важных фактов из наших учебников по истории, так это то, что Герон был первым изобретателем паровой машины , устройства с паровым приводом, которое называлось эолипилом или «двигателем Герона». Название происходит от греческого слова «Айолос», который был греческим богом ветров.
Хотя некоторые другие говорили об устройствах, подобных эолипилам, до Герона, Герон был первым, кто подробно описал их и дал инструкции по их изготовлению в своей книге Pneumatica , где описано более 78 устройств. Многие идеи Герона были развитием и усовершенствованием другого греческого изобретателя, жившего в Александрии за 300 лет до него, известного как Ктесибиос , первого, кто написал о науке о сжатом воздухе.
Но что такое эолипил? Это сфера, расположенная таким образом, что она может вращаться вокруг своей оси. Сопла, расположенные напротив друг друга, будут выбрасывать пар, и оба сопла будут создавать комбинированную тягу, приводящую к крутящему моменту, заставляющему сферу вращаться вокруг своей оси. Сила вращения ускоряет сферу до такой степени, что сопротивление тяги и воздуха приводит ее к устойчивой скорости вращения. Второе видео в конце этой статьи демонстрирует, как это работает.
Пар создавался кипящей водой либо внутри сферы, либо под ней, как видно на изображении. Если котел находится под сферой, то он соединяется с вращающейся сферой через пару труб, которые одновременно служат осью для сферы. Копия машины Герона могла вращаться со скоростью 1500 выстрелов в минуту при очень низком давлении в 1,8 фунта на квадратный дюйм.
ПОСТАВЬТЕ котел над огнем: шар должен вращаться на оси. Огонь разжигают под котлом АВ (рис. 50), содержащим воду и закрытым со стороны горлышка крышкой CD; с ним сообщается изогнутая трубка EFG, конец трубки вставлен в полый шар H K. Напротив конца G поместите ось LM, опирающуюся на крышку CD; и пусть шар содержит две изогнутые трубы, сообщающиеся с ним на противоположных концах диаметра и отогнутые в противоположные стороны, изгибы под прямым углом и поперек линий FG, L M. По мере нагревания котла будет найдено что пар, попадая в шар через EFG, выходит через изогнутые трубки к крышке и заставляет шар вращаться, как в случае с танцующими фигурами.
Это изобретение было забыто и никогда не использовалось должным образом до 1577 года, когда паровая машина была заново изобретена философом, астрономом и инженером Таку аль-Дином. Но в основном он описал то же устройство, что и Герон, способ вращения вертела с помощью струйных потоков на периферии колеса.
 |
Реконструкция одного из многих «автоматов» Герона |
Еще одним изобретением Герона было «ветряное колесо», приводившееся в движение ветром колесо, которое использовалось для приведения в действие машины, соединенной с органом. Он также изобрел первый торговый автомат, автоматически открывающиеся двери, « чудесные»движения и звуки в храмах, пожарная машина, автономный фонтан и многие механизмы греческого театра. Одно из его театрально-механических изобретений включало полностью механическую роботизированную театральную пьесу с использованием бинарной системы узлов и веревок и простых машин, даже создавая искусственные звуки грома, насосы и концентрацию света в определенных частях представления. Его работы включают описания машин, работающих на воздухе, паре или давлении воды, архитектурных приспособлений для подъема тяжелых предметов, методов вычисления поверхностей и объемов, в том числе метода вычисления квадратного корня, военных машин и манипулирования светом с помощью отражения и зеркал.
 |
Анимированное изображение P. Hausladen, RS Vöhringen |
Понятно, что Герон был гением с невероятно передовыми для того времени знаниями. К сожалению, большая часть его оригинальных сочинений была утеряна, и лишь немногие из них сохранились в виде арабских рукописей. Кто знает, сколько еще невероятных изобретений было задокументировано Героном более 2000 лет назад.