Винт архимеда как двигатель

Военные машины Архимеда

Военные машины Архимеда — боевые машины, применяемые Архимедом во время обороны Сиракуз от римлян в ходе Второй Пунической войны.

Содержание

[править] Архимед

Архимед (287−212 гг. до н. э.) — древнегреческий математик, астроном, инженер, физик и механик [1] [2] . Однако, он не был лишь учёным-теоретиком, Архимед был известен и как практик, применявший свои изобретения и открытия для непосредственных нужд экономики и хозяйства (например, он изобрёл архимедов винт) [3] .

[править] Вторая Пуническая война

Во время Второй Пунической войны, римляне во главе с Марцеллом начали осаду Сиракуз (212 г. до н. э.), в ходе которой Архимед и применил свои гениальные изобретения для обороны родного города от врага. Во многом благодаря Архимеду, осада Сиракуз затянулась на 8 месяцев, город пал только благодаря предательству (и пассивности карфагенян). Из описания Полибия осады видно, что Архимед руководил обороной города, хотя власть в Сиракузах в то время принадлежала Гиппократу и Эпикиду.

[править] Метательные орудия

Архимед создал метательные машины, способные бросать с большой скоростью камни массой около 250 кг и механизмы, бросающие с берега на суда тяжёлые брёвна [4] .

Полибий так описывает применение Архимедом метательных машин:

Аппий сделал попытку приблизиться к той части стены, которая с востока упирается в Гексапилы, а Марцелл с шестьюдесятью пятипалубными судами направился против Ахрадины. Находившиеся на каждом судне люди были вооружены луками, пращами и легкими дротиками, чтобы прогонять врага с зубцов стен. Вместе с тем римляне сняли у восьми пятипалубных судов весла — у одних с правой стороны, у других с левой, — связали суда попарно бортами, лишенными весел, и, действуя веслами только с наружных сторон, стали подводить к городской стене так называемые самбуки (штурмовые трапы, укрепленные на кораблях) [5] Однако Архимед соорудил машины, которые могли выбрасывать снаряды на любое желаемое расстояние, Враги были еще далеко от города, когда Архимед из своих больших дальнобойных метательных машин стал поражать их корабли таким множеством тяжёлых снарядов и стрел, что они никак не могли уберечься от них и оказались беспомощными и бездеятельными. Когда Архимед замечал, что снаряды попадают слишком далеко… он пускал в ход меньшие машины, соответственно нужному ему расстоянию [6]

Чтобы бороться с такими кораблями, Архимед разместил по стенам машины, которые метали в суда, стоящие поодаль, камни огромной тяжести; стоявшие поближе (корабли римлян) он осыпал дождём более мелких (камней) [7]

Архимед приказал сделать бойницы в станах, что было новым словом в фортификации:

Архимед употребил другое средство против воинов, сражавшихся с судов. Он велел сделать в стене приблизительно на высоте человеческого роста отверстия, с наружной стороны имевшие ширину пальца в четыре; у отверстий изнутри стены он поставил стрелков с легкими скорпионами (самострелами), через отверстия обстреливал корабельных воинов и тем отнимал у них возможность что-нибудь сделать [8]

Аппий с войском очутился в столь же трудном положении и потому совсем отказался от приступа. И действительно, находясь ещё далеко от города, римляне сильно терпели от метательных машин Архимеда, ибо сиракузяне имели наготове множество превосходных и метких метательных орудий. Оно и понятно, так как Гиерон дал на них деньги, а Архимед изобрел и мастерски исполнил. Итак, когда римляне приближались к городу, одни из них были, как я говорил уже выше, непрерывно обстреливаемы через отверстия в стене, терпели урон и не могли продолжать наступление, другие, надеявшиеся пробиться вперед под защитой плетенок, гибли под ударами камней и брёвен, падавших сверху [9]

Афиней сообщал про баллисту Архимеда, которая могла метать камни в 3 таланта (78 кг) на один стадий, то есть примерно на 170 м. [10]

Римляне, разочарованные постоянными неудачами и потерявшие веру в собственную силу, решились, по приказанию Марка Клавдия, на ночной штурм. Но кинжальный огонь с близкой дистанции из бойниц Архимеда оказался чрезвычайно губительным, в результате ночная атака провалилась.

[править] Пушка

Архимеду некоторые учёные даже приписывают изобретение пушки — устройства, в котором под воздействием взрывчатого вещества или иной высвобождающейся энергии образуется движущая сила, которую используют для бросания снаряда. Описание этой пушки Архимеда дал Леонардо да Винчи [11] .

Эта пушка, как показано на рисунке Леонардо да Винчи, состоит из пушечного ствола, вставленного на треть его длины в жаровню, где он доводится до раскаленного состояния, как это показывает набросок Леонардо. Над правым концом ствола находится котёл с водой. При вывинчивании винта, обозначенного буквой d (зеркальная надпись на среднем наброске), вода течёт в раскаленную часть пушечного ствола и там мгновенно превращается в пар, который с силой выбрасывает лежащее впереди ядро. В заключение говорится, что пушка бросает на расстоянии 6 стадий (1 стадий равен от 178 до 192 м [12] ), то есть 1154 м, ядро весом в 1 талант (1 талант примерно равен 26 кг [13] или 25,5 кг).

Механизм действия пушки Архимеда состоял в том, что ствол на треть вставлен в жаровню, над которой находится котел с водой. После того как ствол раскалится, в него подается вода, которая мгновенно испаряется и выталкивает ядро. Скорострельность составляла 1 выстрел в минуту [14] .

Плутарх сообщает, что греки наводили ужас на римлян неким изобретением, напоминавшим своей формой «удлинённую трубу», стрелявшую в противника ядра. В один момент сражения все римляне собрались под стеной, где был установлен данный предмет, чтобы разрушить или захватить его [15] .

[править] Подъёмные краны («Лапа Архимеда»)

Так называемая «Лапа Архимеда» представляла собой уникальную подъемную машину — прообраз современного крана. Это был огромный рычаг, выступающий за городскую стену и оснащённый противовесом. Полибий писал, что если римский корабль пытался пристать к берегу возле Сиракуз, эта машина, управляемая специально обученным человеком, захватывала нос корабля и переворачивала его [16] .

Подобные машины сбивали со стен и осадные лестницы римлян.Полибий пишет:

Лишь только римляне начинали выставлять против города самбуки (высокие лестницы), осаждённые тотчас же пускали в ход свои машины, находившиеся внутри городских стен и остававшиеся до этих пор незаметными для врага. Когда надо было пустить их в дело, они поднимались над бастионами и высовывали свои клювы далеко вперед от укреплений города. Одни несли на себе камни, весившие не менее десяти талантов (четверти тонны), другие – груды свинца. Как только самбуки приближались к стенам, осажденные, ослабляя при помощи канатов блоки, к которым «клювы» этих машин были подвешены, поворачивали их вправо или влево — туда, где это было нужно; затем открывались задвижки и из клюва падал на самбуки камень, который разбивал не только машину, но и корабль, на котором она стояла, подвергая находившихся на ней воинов величайшей опасности [17] . В распоряжении сиракузян были и другие машины; когда приближались вражеские корабли, покрытые специальными плетенками для защиты от стрел, бросаемых через отверстия в стенах, эти машины бросали камни такой величины, что находившиеся на носах кораблей принуждены были спасаться бегством. Кроме того, по приказу Архимеда опускалась железная лапа, привязанная к цепи. Этой лапой машинист, управлявший клювом машины, точно рулем корабля, захватывал нос корабля и затем опускал вниз другой конец машины, находившейся внутри городских стен. Он поднимал таким образом в воздух нос корабля и ставил корабль отвесно на корму, а затем закреплял неподвижно основание, а лапа и цепь отделялись при помощи каната. Непосредственным результатом этого было то, что корабли либо падали на бок, либо совершенно опрокидывались; ещё чаще (так как носы падали с большой высоты в море) корабли совершенно наполнялись водой и погружались к ужасу тех, которые на них находились [18] .

На те же корабли, которые подходили ближе. Архимед при помощи выступающего за стену рычага набрасывал железную лапу; когда она захватывала нос корабля, то при помощи опускающегося до земли тяжелого противовеса нос корабля поднимался [19]

Другие (машины) железными лапами или клювами наподобие журавлиных схватывали корабли за носы, поднимали их в воздух, ставили корабль на корму и затем топили. Часто корабль поднимало высоко над поверхностью моря, и, вися в воздухе, он, к ужасу окружающих, качался в разные стороны [20]

Полибий говорит, что «Лапы эти поднимали воинов в полном вооружении и кидали их вниз».

Анализ сведений Полибия приводит к следующим выводам [21] :

1. Машина Архимеда имела стрелу, поворачивавшуюся вокруг вертикальной оси: «Осаждённые поворачивали их вправо или влево. Машинист управлял машиной, словно рулём корабля».
2. Стрела поворачивалась также вокруг горизонтальной оси: «Этой лапой машинист захватывал нос корабля и затем опускал вниз другой конец машины, находившейся внутри городских стен».
3. Вероятно на конце главной стрелы помещалась вспомогательная, как у современных портовых кранов (на что указывает термин «клюв», применённый к описанию конца машины).
4. Машины Архимеда были передвижными.

Римский полководец Марк Марцелл говорил, что Архимед угощает его корабли морской водой, а его самбуки (штурмовые лестницы) с позором изгнаны с попойки палочными ударами [22] . В результате, солдаты Марцелла в ужасе разбегались, когда над стеной Сиракуз показывалась какая-нибудь верёвка или бревно [23] .

Изобретения Архимеда

Так как первые работы Архимеда были посвящены механике, то естественно будет начать наш разговор с рассмотрения того, каким образом возникли и как сложились основные представления греческой механики. Само слово «механика» произошло от греческого merhane- механэ, что первоначально обозначало подъемную машину , употреблявшуюся в греческих театрах для подъема и опускания на сцену греческих богов, которые должны были разрешить запутанный ход представлявшейся драмы; отсюда произошла часто употребляющаяся поговорка: deus ex machina- бог из машины. Позднее слово mechane стало употребляться для обозначения военных машин, а затем и для машин вообще.

Как говорит историк Диодор Сицилийский, Архимед изобретает кохлею, или Архимедов винт, служащий для поднятия воды. Винт Архимеда (Рис. 1) — изобретение, с помощью которого в далеком прошлом качали или даже полностью осушали реки.

Рис. 1 Винт Архимеда

Катапульта Архимеда, или баллиста (Рис. 2, Рис. 3) — изобретение Архимеда, которое появилось предположительно около 399г до н.э. Катапульту использовали в качестве оружия в разных войнах; античная двухплечевая машина торсионного действия для метания камней. Позднее в первых веках нашей эры под баллистами стали подразумевать стреломёты.

Архимед так же доказал, что можно вытаскивать тяжелые грузы с меньшими силами, чем обычно; изобретатель приказал вытащить на берег тяжелое судно и наполнить его грузом. Встав около полиспаста (катушечного бока), Архимед стал тянуть привязанный к кораблю канат без всяких существенных усилий.

Рис.4. Лапа Архимеда

Лапа Архимеда (Рис. 4) — прообраз современного крана. Внешне она была похожа на рычаг, выступающий за городскую стену и оснащенный противовесом. Полибий во «Всемирной истории» писал, что если римский корабль пытался пристать к берегу около Сиракуз, этот «манипулятор» под управлением специально обученного машиниста захватывал его нос и переворачивал (вес римских трирем превышал 200 тонн, а у пентер мог достигать и всех 500), затапливая атакующих.

Рис. 5. Планетарий

Цицерон писал, что после того, как Сиракузы были разграблены, Марцелл вывез оттуда два прибора — «сферы», создание которых приписывается Архимеду. Первый был неким подобием планетария, а второй моделировал движение светил по небу, что предполагало наличие в нем сложного шестереночного механизма.

Римляне были шокированы, увидев машины Архимеда в действии. Плутарх пишет, что иногда дело доходило до абсурда: увидев на стене Сиракуз какую-нибудь веревку или бревно, непобедимые римские легионеры в панике спасались бегством, думая, что сейчас против них будет применен очередной адский механизм.

До недавнего времени это свидетельство считалось сомнительным, однако в 1900 году около греческого острова Антикитера на глубине 43 метра были найдены останки корабля, с которого подняли остатки некоего устройства — «продвинутой» системы бронзовых шестеренок, датируемой 87 годом до нашей эры. Это доказывает, что Архимед вполне мог создать сложный механизм — своеобразный «компьютер» античных времен.

Архимеду принадлежит первенство во многих открытиях из области точных наук. До нас дошло тринадцать трактатов Архимеда. В самом знаменитом из них — «О шаре и цилиндре» (в двух книгах) Архимед устанавливает, что площадь поверхности шара в 4 раза больше площади наибольшего его сечения; формулирует соотношение объемов шара и описанного около него цилиндра как 2:3 — открытие, которым он так дорожил, что в завещании просил поставить на своей могиле памятник с изображением цилиндра с вписанным в него шаром и надписью расчета.

В физике Архимед ввел понятие центра тяжести, установил научные принципы статики и гидростатики, дал образцы применения математических методов в физических исследованиях. Основные положения статики сформулированы в сочинении «О равновесии плоских фигур». Архимед рассматривает сложение параллельных сил, определяет понятие центра тяжести для различных фигур, дает вывод закона рычага.

Используя принцип интегрирования, Архимед открыл число пи. Впоследствии значение его постоянно уточнялось. В 1882 году немецкий математик Фердинанд фон Линдеман доказал, что число пи бесконечно. В XX веке с помощью компьютеров удалось рассчитать примерно миллиард знаков после запятой. Компьютер позволил обнаружить исчерпывающее решение знаменитой «задачи о быках». Наименьший ответ на нее был найден в 1880 году и выражался числом, состоящим из 206 545 цифр. Сто лет спустя, в 1981 году, с помощью компьютера ученые вычислили более миллиарда знаков запятой. Современные Сиракузы почти не сохранили следов былого величия. Туристов часто водят на так называемую «Могилу Архимеда» в некрополе Гроттичелли. На самом деле это римское захоронение не содержит останков знаменитого ученого.

«Палимпсест Архимеда» — христианская книга, составленная в 12 веке из «языческих» пергаментов 10 века. Для этого с них смыли прежние письмена, и на полученном материале написали церковный текст. К счастью, палимпсест (от греческого palin — снова и psatio — стираю) был сделан некачественно, поэтому на просвет (а еще лучше — под ультрафиолетом) оказались видны старые буквы. В 1906 году выяснилось, что это три неизвестных ранее труда Архимеда.

Существует легенда о том, как царь Гиерон поручил Архимеду проверить, не подмешал ли ювелир серебра в его золотую корону. Целостность изделия нарушать было нельзя. Архимед долго не мог выполнить эту задачу — решение пришло случайно, когда он лег в ванную и вдруг обратил внимание на эффект вытеснения жидкости (закричал: «Эврика!» — «Нашел!», и выбежал голым на улицу). Он понял, что объем тела, погруженного в воду, равен объему вытесненной воды, и это помогло ему разоблачить обманщика.

Архимедов винт

Архимедов винт, винт Архимеда — механизм, исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы. Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду, жившему в III веке до н. э. Архимедов винт стал прообразом шнека.

Содержание

• 1 Принцип работы
• 2 Применение
• 3 См. также
• 4 Ссылки

Принцип работы

Устройство состоит из наклоненной под углом к горизонту полой трубы с винтом внутри. Она была изобретена Архимедом примерно в 250 году до н. э. либо в Греции ранее. Винт можно представить, как наклонную плоскость, навёрнутую на цилиндр.

Винт вращается обычно с помощью ветряного колеса, либо вручную. В то время, как поворачивается нижний конец трубы, он собирает некоторый объём воды. Это количество воды будет скользить вверх по спиральной трубе во время вращения вала, пока наконец вода не выльется из вершины трубы, снабжая ирригационную систему.

Контактная поверхность между винтом и трубой не обязана быть идеально водонепроницаемой, потому что относительно большое количество воды черпается за один поворот по отношению к угловой скорости винта. Кроме того, вода, просачивающаяся из верхней секции винта, попадает в предыдущую секцию и так далее, таким образом, в машине достигается динамическое равновесие, что препятствует уменьшению механической эффективности.

«Винт» не обязан поворачиваться внутри неподвижной оболочки, он может вращаться вместе с нею как одно целое. Винт может быть герметично прикреплён с помощью смолы или другого связующего к оболочке либо отлит из бронзы как одно целое с оболочкой, как, по предположению некоторых исследователей, были сделаны устройства, орошавшие висячие сады в Вавилоне. Изображения древнегреческих и древнеримских водяных винтов показывают, что винт двигался человеком, наступавшим на внешнюю оболочку, чтобы вращать весь аппарат как единое целое, что требовало, чтобы корпус был жестко скреплён с винтом.

Применение

Издавна архимедов винт применялся для подъёма воды в оросительные каналы. Кроме того, это устройство также использовалось для отвоёвывании земли у моря в Голландии и других местах при создании польдеров. Участок моря перекрывался дамбой, и вода удалялась из него, начинался процесс осушения земли для использования в земледелии.

Архимедовы винты использовались в установках по обработке сточных вод, потому что они успешно справляются с разными мощностями потока и с суспензиями.

Тот же принцип можно увидеть в «пескалаторах» — архимедовых винтах, предназначенных для безопасного подъёма рыбы из прудов. Эта технология применяется в основном на рыбоводных заводах (рыбопитомниках), поскольку она позволяет транспортировать рыбу, не травмируя.

В автомобильной технике архимедовы винты могут применяться вместо колес. Принцип движения шнекороторного вездехода прост. Машина оборудована двумя или более соосными с направлением движения роторами — винтами Архимеда. При вращении они отталкиваются от кашеобразной или жидкой субстанции, по которой движется вездеход, и продвигают его вперед.

Шнекоходу не страшно ничего. Там, где вязнет болотоход с огромными бескамерными шинами, где из-за неровностей рельефа не может пройти судно на воздушной подушке, шнекоход будет медленно, но верно продираться вперед. Для спасательных операций в условиях, например, северных болот, он может стать незаменимым помощником. Кроме того, полые роторы-шнеки могут служить поплавками, превращая вездеход в амфибию. Основной недостаток — это полная неспособность шнекохода передвигаться по хотя бы чуть-чуть твердой поверхности. Как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сносить в сторону и трясти. Вроде бы этого нетрудно избежать, сделав поворотной кабину вездехода. Пусть на шнеках он идет по оси X, а по дороге катится по оси Y. Но, увы, так сделать нельзя, потому что от качения шнеки будут попросту разрушаться, теряя присущие им свойства архимедова винта. А если сделать их сверхпрочными, шнекоход будет дробить асфальт или другое покрытие. Есть и еще один недостаток: крайне низкая скорость движения при высоких энергетических затратах. Именно невозможность существования шнекохода в качестве самостоятельной транспортной единицы и не позволило подобным вездеходам получить должное распространение. В том крайне узком сегменте, где без них не обойтись, делают просто: привозят шнекоход в кузове другой машины и спускают его на воду или грязь.

См. также

• Архимед
• Винт
• Насос
• Шнек

Напишите отзыв о статье «Архимедов винт»

Ссылки

: неверное или отсутствующее изображение

crorres/screw/screw.pdf The Turn of the Screw: Optimal Design of an Archimedes Screw, by Chris Rorres, PhD.]

• [www.geocities.com/davidvwilliamson/pump.html Plywood archimedean screw water pump , how to build a functioning Archimedes’ screw pump][www.hirthammerverlag.de/frame_aussen.htm]

Отрывок, характеризующий Архимедов винт

– Я все таки войду, мне надо книги разобрать, – сказал Пьер.
– Пожалуйте, милости просим, братец покойника, – царство небесное! – Макар Алексеевич остались, да, как изволите знать, они в слабости, – сказал старый слуга.
Макар Алексеевич был, как знал Пьер, полусумасшедший, пивший запоем брат Иосифа Алексеевича.
– Да, да, знаю. Пойдем, пойдем… – сказал Пьер и вошел в дом. Высокий плешивый старый человек в халате, с красным носом, в калошах на босу ногу, стоял в передней; увидав Пьера, он сердито пробормотал что то и ушел в коридор.
– Большого ума были, а теперь, как изволите видеть, ослабели, – сказал Герасим. – В кабинет угодно? – Пьер кивнул головой. – Кабинет как был запечатан, так и остался. Софья Даниловна приказывали, ежели от вас придут, то отпустить книги.
Пьер вошел в тот самый мрачный кабинет, в который он еще при жизни благодетеля входил с таким трепетом. Кабинет этот, теперь запыленный и нетронутый со времени кончины Иосифа Алексеевича, был еще мрачнее.
Герасим открыл один ставень и на цыпочках вышел из комнаты. Пьер обошел кабинет, подошел к шкафу, в котором лежали рукописи, и достал одну из важнейших когда то святынь ордена. Это были подлинные шотландские акты с примечаниями и объяснениями благодетеля. Он сел за письменный запыленный стол и положил перед собой рукописи, раскрывал, закрывал их и, наконец, отодвинув их от себя, облокотившись головой на руки, задумался.
Несколько раз Герасим осторожно заглядывал в кабинет и видел, что Пьер сидел в том же положении. Прошло более двух часов. Герасим позволил себе пошуметь в дверях, чтоб обратить на себя внимание Пьера. Пьер не слышал его.
– Извозчика отпустить прикажете?
– Ах, да, – очнувшись, сказал Пьер, поспешно вставая. – Послушай, – сказал он, взяв Герасима за пуговицу сюртука и сверху вниз блестящими, влажными восторженными глазами глядя на старичка. – Послушай, ты знаешь, что завтра будет сражение.
– Сказывали, – отвечал Герасим.
– Я прошу тебя никому не говорить, кто я. И сделай, что я скажу…
– Слушаюсь, – сказал Герасим. – Кушать прикажете?
– Нет, но мне другое нужно. Мне нужно крестьянское платье и пистолет, – сказал Пьер, неожиданно покраснев.
– Слушаю с, – подумав, сказал Герасим.
Весь остаток этого дня Пьер провел один в кабинете благодетеля, беспокойно шагая из одного угла в другой, как слышал Герасим, и что то сам с собой разговаривая, и ночевал на приготовленной ему тут же постели.
Герасим с привычкой слуги, видавшего много странных вещей на своем веку, принял переселение Пьера без удивления и, казалось, был доволен тем, что ему было кому услуживать. Он в тот же вечер, не спрашивая даже и самого себя, для чего это было нужно, достал Пьеру кафтан и шапку и обещал на другой день приобрести требуемый пистолет. Макар Алексеевич в этот вечер два раза, шлепая своими калошами, подходил к двери и останавливался, заискивающе глядя на Пьера. Но как только Пьер оборачивался к нему, он стыдливо и сердито запахивал свой халат и поспешно удалялся. В то время как Пьер в кучерском кафтане, приобретенном и выпаренном для него Герасимом, ходил с ним покупать пистолет у Сухаревой башни, он встретил Ростовых.

1 го сентября в ночь отдан приказ Кутузова об отступлении русских войск через Москву на Рязанскую дорогу.
Первые войска двинулись в ночь. Войска, шедшие ночью, не торопились и двигались медленно и степенно; но на рассвете двигавшиеся войска, подходя к Дорогомиловскому мосту, увидали впереди себя, на другой стороне, теснящиеся, спешащие по мосту и на той стороне поднимающиеся и запружающие улицы и переулки, и позади себя – напирающие, бесконечные массы войск. И беспричинная поспешность и тревога овладели войсками. Все бросилось вперед к мосту, на мост, в броды и в лодки. Кутузов велел обвезти себя задними улицами на ту сторону Москвы.
К десяти часам утра 2 го сентября в Дорогомиловском предместье оставались на просторе одни войска ариергарда. Армия была уже на той стороне Москвы и за Москвою.
В это же время, в десять часов утра 2 го сентября, Наполеон стоял между своими войсками на Поклонной горе и смотрел на открывавшееся перед ним зрелище. Начиная с 26 го августа и по 2 е сентября, от Бородинского сражения и до вступления неприятеля в Москву, во все дни этой тревожной, этой памятной недели стояла та необычайная, всегда удивляющая людей осенняя погода, когда низкое солнце греет жарче, чем весной, когда все блестит в редком, чистом воздухе так, что глаза режет, когда грудь крепнет и свежеет, вдыхая осенний пахучий воздух, когда ночи даже бывают теплые и когда в темных теплых ночах этих с неба беспрестанно, пугая и радуя, сыплются золотые звезды.
2 го сентября в десять часов утра была такая погода. Блеск утра был волшебный. Москва с Поклонной горы расстилалась просторно с своей рекой, своими садами и церквами и, казалось, жила своей жизнью, трепеща, как звезды, своими куполами в лучах солнца.
При виде странного города с невиданными формами необыкновенной архитектуры Наполеон испытывал то несколько завистливое и беспокойное любопытство, которое испытывают люди при виде форм не знающей о них, чуждой жизни. Очевидно, город этот жил всеми силами своей жизни. По тем неопределимым признакам, по которым на дальнем расстоянии безошибочно узнается живое тело от мертвого. Наполеон с Поклонной горы видел трепетание жизни в городе и чувствовал как бы дыханио этого большого и красивого тела.

Винт Архимеда — гениальное изобретение

Речь в данной статье пойдет не о великом завоевателе или разрушителе, а о человеке, значительно поспособствовавшем развитию цивилизации. Им является древнегреческий ученый Архимед. Его гениальное изобретение – винт Архимеда.

Жил и трудился великий ученый во времена весьма отдаленные, год его рождения – 287 до н.э. Им сделано множество открытий. Основы гидростатики и знаменитый закон Архимеда, улучшения в системе рычагов, полиспаст, червячный редуктор, наконец, архимедов винт – всем этим мы обязаны великому греку. Достаточно только вспомнить его высказывание, дошедшее до нас через разделяющую бездну времени: “Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир”.

Что же собой представляет знаменитый винт Архимеда? Спираль, помещенная в цилиндр – вот что это такое. При вращении она захватывала жидкость и увлекала ее за собой. Зазоры между краями спирали и стенками цилиндра позволяли свободно вращаться валу. В итоге вода выливалась через верхний открытый конец. Таким образом, поместив один конец цилиндра в воду, а другой расположив выше под углом и вращая вал, жидкость подавали наверх. Вращать можно было как сам вал со спиралью внутри цилиндра, так и цилиндр вместе с валом.

Применялась подобная архимедова спираль для подъема воды при орошении территорий и для осушения шахт, трюмов кораблей, низин и заболоченных мест. Эффективность подобного устройства оказалась выше, чем существовавшего в то время водоподъемного колеса. Немаловажным достоинством было то, что подобным способом поднимали как чистую жидкость, так и ее смесь с землей, суспензию.

Как уже упоминалось, первоначально винт Архимеда применяли для подъема воды из низин, от реки наверх, на орошаемые поля. Благодаря подобной системе поливались поля в Египте, Греции, других местах. Впоследствии по такой методике стали откачивать воду из шахт. Наклонная конструкция как раз вписывалась в систему горных штреков. Благодаря использованию системы откачки воды с применением спирали, доступными оказывались многие ранее затопленные участки шахт. Среди испанских шахтеров, по отзывам историков, подобный метод осушения был чрезвычайно популярен.

С не меньшим успехом действовали голландцы по схожей методике осушения. Они огораживали дамбами участок моря и потом откачивали из него участка воду. Таким образом, они увеличивали свою территорию, отвоевывая землю у моря.

По мере развития техники идеи, связанные с винтом Архимеда, находили новые применения. Практически нет ни одной области промышленности, которая не использовала бы винты-саморезы. А ведь в их основе лежит тот же принцип.

Во многих других случаях с таким же успехом использовалось это техническое решение. Червячный редуктор – прообраз его создан великим ученым. Винтовой механизм тоже можно считать развитием идеи сиракузца. Сколько впоследствии было создано винтовых прессов, невозможно себе даже представить. Многие века человечество получало масло и вино, используя подобные устройства.

Шнек – это тоже видоизмененный винт Архимеда. Применяют его в самых разных областях– от обычной мясорубки до двигателей транспорта. Для преодоления болотистых мест, где невозможно использование колеса или гусеницы, используют вездеходы со шнековыми двигателями.

Шнековый бур применяют как для создания колодцев на приусадебных участках, так и скважин в промышленности. А корабли двигаются благодаря гребному винту, который является частью спирали Архимеда. В основе всего этого лежит открытие гениального грека.

В настоящем материале было рассмотрено изобретение греческого ученого из г. Сиракузы – винт Архимеда, показано его практическое применение в прошлом и использование в современной технике.