История и философия техники

Тем не менее у Лэнделса возникли трудности при подгонке соединений между вращающимся шаром и паровой трубой, что не позволяло сделать приспособление эффективным. Возможно, для Герона это было как бы само собой разумеющимся, или он просто забыл описать эту «незначительную» деталь. Свободный шарнир позволял шару быстрее вращаться, но тогда быстро улетучивался пар; тугой шарнир, напротив, означал, что энергия расходовалась на преодоление трения. Лэнделс, не позволяя себе что-либо прибавлять к известным описаниям, посчитал, что эффективность механизма Герона, возможно, была ниже 1 %. Это значит, чтобы произвести одну десятую долю лошадиной силы (силу одного человека), понадобился довольно большой агрегат, потреблявший огромное количество горючего. Энергии бы тратилось на это больше, чем мог произвести сам механизм. Следовательно, паровой двигатель, изобретенный Героном, использоваться в практических целях не мог. Но «теория» была важнее.

Как отмечал Лэнделс, в описаниях Герона были все необходимые элементы для эффективного парового двигателя и, следовательно, ему под силу было изобрести более эффективный способ использования энергии пара. Инженеры его времени сделали цилиндры и поршни с чрезвычайно высоким коэффициентом полезного действия, которые Герон использовал в конструкции водяного насоса для тушения пожара. Подходящий механизм с клапанами для парового двигателя найден в конструкции водяного фонтана, работавшего на сжатом воздухе. Здесь была приспособлена круглая бронзовая камера, более совершенная, чем свинцовый котел, так как могла выдержать высокие давления.

Казалось бы, оставалось скомбинировать все эти детали – бойлер, клапаны, поршень и цилиндр. Говорили, что Герон так и сделал и даже пошел в своих опытах дальше. Но конец этой истории точно неизвестен. То ли изобретатель почему-то оставил эту затею, то ли погиб при испытаниях. Впрочем, все это только предположения. Можно предположить, что он не смог реализовать эту идею из-за колоссальной занятости.

Странно, правда, почему другие инженеры не разрабатывали в дальнейшем идею парового двигателя, ведь в Александрии было много знающих инженеров. Может быть, все дело в экономике? Паровой двигатель, как о том можно было догадаться, выполнявший работу сотен человек, не вызвал бы интереса у промышленников, поскольку рабочая сила многочисленных рабов, в отличие от механизма, ничего не стоила. А ведь мог бы быть построен и паровоз, ведь известно, что греки уже изобрели железную дорогу.

Витрувий

«Машина есть система связанных между собой частей из дерева, обладающая наибольшей мощностью для передвижения тяжестей, – писал в конце I в. до н. э. римский архитектор Марк Витрувий Поллион в своем знаменитом трактате «Об архитектуре». – Сам же этот механизм приводится в действие посредством круговых вращений искусным приемом…»

Первый экземпляр трактата «Об архитектуре» был найден в библиотеке монте-кассинского монастыря; первое его издание появилось в Венеции в 1497 г., т. е. через полторы тысячи лет после того, как трактат был написан.

Книга X этого трактата посвящена теоретической и прикладной механике, описанию машин и механических приспособлений и их действию. Витрувий рассматривает подъемные машины, применяемые в строительстве, водоподъемные машины, водяную мельницу. Сравнивая, например, работу мельницы с работой водоподъемного колеса, он пишет: «Таким же способом вертятся водяные мельницы, в которых все то же самое, кроме зубчатого барабана, насаженного на один конец оси. Вертикально поставленный на ребро, он вращается в одной плоскости с колесом. К этому большому барабану примыкает меньший, лежачий, тоже зубчатый, с которым соединены жернова. Так, зубцы барабана, насаженного на ось, толкая зубцы лежачего, приводят жернова во вращение. Из висящего над этой машиной ковша на жернова сыплется зерно, из которого посредством того же вращения получается мука».

По представлениям того времени первый род механизмов – это чисто подъемный; второй – духовой (давлением воздуха); третий – род механизмов тяги.

Что касается механизмов для восхождения наверх, то они строились следующим образом. Устанавливаются балки вертикально, причем связываются между собой перекладинами горизонтально для безопасного восхождения по ним на высоту в целях обозрения всего, что делается вокруг. Духовые механизмы получаются тогда, когда нагнетаемый воздух своим давлением вызывает через инструмент и отдельные звуки и певучие тона.

Наконец, механизм тяги имеет место тогда, когда механически перевозятся тяжести для перемещения в другое место путем предварительного подъема их на высоту.

Применение чисто подъемных механизмов выделяется не сколько каким-нибудь особым искусством, но больше простой смелостью. Это такие подъемные приспособления, которые держатся на системе сцеплений, на переплете поперечных связей и опорных стоек.

А механизм, который исходным началом имеет действие нагнетаемого воздуха, приводит к достижению эстетических эффектов благодаря тонкой конструкции своих частей.