Gém. Eliopil, dugattyús szivattyú, kazán

Alexandriai Heron meglehetősen híres ember, aki sok vitát váltott ki. Olyan eszközöket talált fel, amelyeket az emberiség a mai napig használ, kicsit továbbfejlesztve őket - például automata kapuk. De sajnos néhány munkája hiábavaló volt.

A híres görög matematikus és mechanikus életévei sok vita tárgyát képezték, de még mindig az i.sz. első század második felére nyúlnak vissza. Mivel a pontos dátum ismeretlen, képzett történészek és életrajzírók feltételezéseket fogalmaztak meg, és különféle változatokat készítettek. Abban mindenki egyetértett, hogy Arkhimédész után élt, hiszen Heron műveiben az írásaiban bemutatott ismeretekre támaszkodik. Emellett az alexandriai figura műveiben úgy említi a 62. március 13-i holdfogyatkozást, hogy arra lehet következtetni, hogy személyesen figyelte meg a fent említett jelenséget.

A tudós életének részletei nem ismertek az életrajzára vonatkozóan; Talán az akkori történészeket nem nagyon érdekelte ez a személy, de így vagy úgy, minden dátum hozzávetőleges. A nagy feltaláló szülőhelye Alexandria városa volt.

Heront nagy és tehetséges mérnöknek tartják az emberiség történelmében. Nevéhez fűződik az automata ajtók, az önrakodó számszeríj, a gőzturbina és az automata bábszínház feltalálása. Ebből arra következtethetünk, hogy különösen sok időt szentelt az automatizálásnak.

Heron teljes lelkével szerette az egzakt tudományokat, gondolatait teljesen lefoglalta a geometria, a mechanika és az optika. Ennek a híres feltalálónak a tanárát az ókori Görögország ugyanolyan híres tudósának, Ctesibiusnak tekintik, mert Heron többször is megemlítette a nevét a jegyzeteiben. Bár ő is felhasználta elődei - Euklidész és Arkhimédész - találmányait.

Alexandriai Heron legfontosabb tulajdona az utána maradt könyvek. Ezek a művek nemcsak a szerző újításait írják le, hanem kortársai és más ókori görög felfedezők tudását és felfedezéseit is. Heron leghíresebb munkái a „Metrika”, „Pneumatika”, „Automatopoetika”, „Mechanika” című művek. A leszármazottak az utolsó jegyzeteket csak arabul látták, ráadásul a szerző fent említett művei közül nem mindegyik maradt meg az eredeti, szerzői változatban. Például az a kézirat, amelyben Heron a tükröket írja le, csak latinul létezik.

Geodéziai munkáiban a szerző az első kilométerszámlálóról beszél. Ez a távolságot mérő eszköz neve. 1814-ben megjelent Heron „A dioptriáról” című munkája, ahol a földmérési paramétereket határozza meg, amelyek a téglalap alakú koordináták használatán alapulnak. A dioptria egy elemi eszköz a szögek mérésére, felfedezését Heronnak tulajdonítják. Ennek a híres tudósnak a fényes elméjét valóban ragyogó gondolatok keresték fel, de a legtöbb középkori újítást kortársai elutasították. Ezt azzal magyarázták, hogy az ilyen jelenségek gyakorlati szempontból nem érdekeltek.

A „Mechanika” című munkájában, amely 3 részből áll, Heron 5 típusú elemi mechanizmust írt le - kapu, kar, ék, blokk és csavar. A fenti eszközök bonyolultabb szerkezetek alapját képezték, és hozzájuk kapcsolódik a „mechanika aranyszabálya” - az erőnövekedés ezen mechanizmusok használatakor az eltöltött idő növelésével érhető el.

A modern gőzturbinák ősének, Aeolusnak a labdája is szerepel műveiben. Az első hőgépnek is tekinthető. A fent említett eszköz lényegében egy bronz üst volt, amelyet tartókra támasztottak. Egy pár cső volt a fedeléhez rögzítve, és ezek tartották a gömböt. A gőz csöveken keresztül a kazánból a gömbbe áramlott, és ahogy kilépett a csövekből, megforgatta a gömböt.

Az alexandriai felfedező kézirataiban is tárgyalt tűzoltóvíz-szivattyú folyamatosan szivattyúzott vizet, a csodaszökőkút (más néven Heron-kút) energiafelhasználás nélkül működött.

A tudós számos munkája optikával foglalkozott. Kísérleteket végzett és elemezte a fénysugarak törésével kapcsolatos problémákat, és feltételezéseket fogalmazott meg. Például a „Catoptrics” című értekezésben a híres kutató elmagyarázta a fénysugarak egyenességét a hihetetlenül nagy terjedési sebességgel, valamint a kísérletben részt vevő tükör típusát és alakját.

A matematikai értekezések nagyszámú képletet tartalmaztak. A tudósnak geometriai alakzatokról is voltak leírásai. Mindenki ismeri a Heron képletét az iskolából - egy háromszög területének meghatározására használják a fél kerülete és három oldala mentén. És bár Arkhimédész vezette le, ez a tétel az alexandriai tudós nevét viseli.

A tehetséges feltaláló egy másik hihetetlenül hasznos eszközt készített - egy automatikus olajlámpát. Az ókorban olajlámpát használtak világításra, mégpedig egy tálat, amiben égő kanóc volt, korábban olajjal átitatva. Egy kis szövetdarab kanócként működött, ami nagyon gyorsan megégett. Az ilyen világítóberendezés fő hátránya az volt, hogy folyamatosan be kellett állítani az olajszintet a tálban. És ha egy ilyen lámpát még lehetett irányítani, akkor több hasonló készülékhez kellett egy szolgálót rendelni, aki folyamatosan olajat töltött a lámpába, és az égett szövetdarabot újra cserélte. Heron továbbfejlesztette ezt a kialakítást azáltal, hogy egy úszót és egy fogaskereket csatlakoztatott a tálhoz. Amikor elfogyott az olaj a tálban, az úszó leesett az aljára, a fogaskerék pedig elfordult, és új kanócot táplált.

Heron nagy figyelmet fordított a tételekre és a képletekre, de munkáiban ezekre a formulákra csak példákat hozott, bizonyításukat, alkalmazásukat nem írta le. Ezért nem mindegyikre volt kereslet az ókori Görögországban. Ugyanígy a Heron által létrehozott mechanizmusok sem találtak azonnal alkalmazást, mert az ókori világban minden kemény munkát rabszolgák végeztek. Az akkori szerelők munkáját pedig nem becsülték meg a rabszolgák munkájával.

Ez az oka annak, hogy Heron legtöbb találmányát több évszázadra félretették. A tudós néhány találmányát később újra felfedezték, de más tudósok, akik nem vállalták mások felfedezéseit, hanem egyszerűen nem hallottak semmit az alexandriai feltalálóról és eredményeiről.

Heron neve a mai napig ott van mindenki ajkán, és ez nem csak az ő tételével függ össze.

Más oka is van. 1976-ban a Nemzetközi Csillagászati Unió a nagy fizikusról és matematikusról elnevezett egy krátert a Hold túlsó oldalán, így örökre megörökítette. Tehát Alexandriai Heron sok felfedezést tett, de ezeknek csak egy kis részét értékelték.

Sokan közülünk, akik fizikát vagy technikatörténetet tanulunk, meglepődve tapasztaljuk, hogy egyes modern technológiákat, tárgyakat és ismereteket az ókorban fedezték fel és találták fel. A sci-fi írók műveikben még egy speciális kifejezést is használnak az ilyen jelenségek leírására: „kronoklazmák” - a modern tudás titokzatos behatolása a múltba. A valóságban azonban minden egyszerűbb: ennek a tudásnak a nagy részét valójában az ókori tudósok fedezték fel, de aztán valamiért megfeledkeztek róluk, és évszázadokkal később újra felfedezték őket. Ebben a cikkben arra hívlak, hogy ismerkedjen meg az ókor egyik csodálatos tudósával. A maga idejében óriási mértékben hozzájárult a tudomány fejlődéséhez, de legtöbb műve, találmánya a feledés homályába merült, és méltatlanul feledésbe merült. Alexandriai Heronnak hívják.

Gém Egyiptomban élt Alexandria városában, ezért Alexandriai Gém néven vált ismertté. A modern történészek szerint a Kr.u. I. században élt. valahol 10-75 év között. Megállapították, hogy Heron az Alexandriai Múzeumban tanított, az ókori Egyiptom tudományos központjában, amely magában foglalta a híres Alexandriai Könyvtárat is. Heron munkáinak többsége megjegyzések és megjegyzések formájában jelenik meg a különböző tudományágak képzési kurzusaihoz. Sajnos ezeknek a műveknek az eredeti példányai nem maradtak fenn az Alexandriai Könyvtárat i.sz. 273-ban elborító tűzben, és i.sz. 391-ben elpusztulhattak. A keresztények a vallási fanatizmus rohamában mindent elpusztítottak, ami a pogány kultúrára emlékeztetett. Heron műveinek csak a tanítványai és követői által készített átírt másolatok maradtak fenn napjainkig. Némelyikük görög, néhány pedig arab nyelvű. A 16. században készült latin fordítások is vannak. A leghíresebb a Heron "Metrics" - egy tudományos munka, amely meghatározza a gömb alakú szakaszt, a tóruszokat, szabályokat és képleteket a szabályos sokszögek területének, a csonka kúpok és a piramisok térfogatának pontos és közelítő kiszámításához. A Metrics biztosítja a Heron híres képletét a háromszög háromoldali területének meghatározására, és szabályokat ad a másodfokú egyenletek numerikus megoldására, valamint a négyzet- és kockagyökök hozzávetőleges kivonására. A Metrics a legegyszerűbb emelőeszközöket - emelőkart, blokkot, éket, ferde síkot és csavart -, valamint ezek néhány kombinációját vizsgálja. Ebben a munkában Heron bevezeti az „egyszerű gépek” kifejezést, és az erőnyomaték fogalmát használja munkájuk leírására. Sok matematikus azzal vádolja Heront, hogy a Metrics nem tartalmazza az általa levont következtetések matematikai bizonyítékait. Ez igaz. Heron nem volt teoretikus, inkább világos gyakorlati példákkal magyarázta meg az összes képletet és szabályt. A gyakorlat terén Heron felülmúlja sok elődjét.

Ennek legjobb példája „A dioptriáról” című munkája, amelyet csak 1814-ben találtak meg. Ez a munka felvázolja a különféle geodéziai munkák elvégzésének módszereit, és a felmérést a Heron által feltalált eszközzel - egy dioptriával - végzik.

Rizs. 2.

A dioptria volt a modern teodolit prototípusa. Fő része egy vonalzó volt, végére irányzékkal. Ez a vonalzó körben forgott, amely vízszintes és függőleges helyzetet is elfoglalhatott, ami lehetővé tette az irányok megjelölését vízszintes és függőleges síkban egyaránt. A készülék helyes felszerelése érdekében vízvezetéket és vízszintet rögzítettek rá. Ezzel az eszközzel és a téglalap alakú koordináták bevezetésével a Heron különféle problémákat oldhat meg a földön: megmérheti két pont távolságát, amikor az egyik vagy mindkettő nem elérhető a megfigyelő számára, rajzolhat egy egyenest merőlegesen egy megközelíthetetlen egyenesre, megtalálhatja a szintkülönbséget. két pont között mérje meg egy egyszerű alak területét anélkül, hogy rálépne a mért területre. Már Heron idejében is az ókori mérnöki műalkotások egyik remekművének számított az Eupalinus terve alapján kialakított és egy alagúton áthaladó Samos szigeti vízellátó rendszer.

A vizet ezen az alagúton keresztül a Castro-hegy túloldalán található forrásból szállították a városba. Köztudott volt, hogy a munka felgyorsítása érdekében a hegy két oldalán egyszerre ásták ki az alagutat, ami az építkezést végző mérnök magas képzettségét igényelte. A vízvezeték sok évszázadon át működött, és meglepte Hérodotosz is írásaiban. Hérodotosztól értesült a modern világ az Eupalina alagút létezéséről. Megtudtam, de nem hittem el, mert azt hitték, hogy az ókori görögök nem rendelkeztek a szükséges technológiával egy ilyen összetett objektum megépítéséhez.

Miután tanulmányozták Heron „A dioptrián” című munkáját, amelyet 1814-ben találtak, a tudósok megkapták a második dokumentumos bizonyítékot az alagút létezésére. Csak a 19. század végén fedezte fel egy német régészeti expedíció a legendás Eupalina alagutat. Így ad példát Heron művében az általa kitalált dioptria felhasználására az Eupalina alagút építéséhez.

3. ábra.

A B és D pont az alagút bejárata. A B pont közelében kiválasztjuk az E pontot, és ebből egy EF szakaszt építünk a hegy mentén, merőlegesen a BE szakaszra. Ezután egymásra merőleges szakaszokból álló rendszert építünk a hegy köré, amíg egy KL egyenest nem kapunk, amelyen kiválasztjuk az M pontot, és ebből merőleges MD-t építünk a D alagút bejáratáig. A DN és NB egyenesek segítségével egy háromszöget készítünk. Megkapjuk a BND-t, és megmérjük a b szöget.

Többek között a „Dioptriáról” című mű 34. fejezetében Heron ismerteti az általa a távolságok mérésére kitalált eszközt - a kilométer-számlálót.

A kilométer-számláló egy kis kocsi volt, amelyet két speciálisan kiválasztott átmérőjű kerékre szereltek. A kerekek pontosan 400-szor fordultak meg milliatrionként (az ősi hosszmérték 1598 m). Számos kereket és tengelyt fogaskerék hajtott, a megtett távolságot pedig egy speciális tálcába hulló kavicsok jelezték. Ahhoz, hogy megtudjuk, mekkora távolságot tettek meg, csak meg kellett számolni a tálcán lévő kavicsok számát. A kilométer-számláló működése jól látható ezt a videoklipet. Heron egyik legérdekesebb munkája a "Pneumatika". A könyv mintegy 80, a pneumatika és a hidraulika elvein alapuló berendezés és mechanizmus leírását tartalmazza. A leghíresebb eszköz az aeolipile (görögül fordítva: „Aeolus szélisten labdája”).

Az eolipile egy szorosan lezárt üst volt, két csővel a fedelén. A csövekre egy forgó üreges golyót szereltek fel, melynek felületére két L alakú fúvókát szereltek fel. A lyukon keresztül vizet öntöttek a kazánba, a lyukat dugóval lezárták, és a kazánt a tűz fölé helyezték. A víz felforrt, gőz keletkezett, amely a csöveken keresztül a golyóba és az L alakú csövekbe áramlott. Megfelelő nyomás mellett a fúvókákból kilépő gőzsugarak gyorsan megforgatták a labdát. A modern tudósok által Heron rajzai alapján épített eolipile percenként akár 3500 fordulatot is kifejtett! Az aeolipil összeszerelése során a tudósok a golyós és a gőzellátó csövek csuklópántjainak tömítésének problémájával találkoztak. Nagy résnél nagyobb fokú forgási szabadságot kapott a labda, de a réseken könnyen kiszökött a gőz, és gyorsan leesett a nyomása. Ha csökkent a rés, megszűnt a gőzveszteség, de a megnövekedett súrlódás miatt a labda is nehezebbé vált.

Nem tudjuk, hogy Heron hogyan oldotta meg ezt a problémát. Talán az eolipile nem forgott olyan nagy sebességgel, mint a modern modell Sajnos az eolipile nem kapott kellő elismerést, és nem volt kereslet sem az ókorban, sem később, bár mindenkire, aki látta, hatalmas benyomást tett. . Ezt a találmányt csak szórakoztató játékként kezelték. Valójában a Heron eolipile a gőzturbinák prototípusa, amely csak két évezreddel később jelent meg! Ráadásul az aeolipile az egyik első sugárhajtóműnek tekinthető. Egy lépés volt hátra a sugárhajtás elvének felfedezéséig: egy kísérleti összeállítás áll előttünk, meg kellett fogalmazni magát az elvet. Az emberiség közel 2000 évet töltött ezen a lépésen. Nehéz elképzelni, hogyan nézett volna ki az emberiség történelme, ha a sugárhajtás elve 2000 évvel ezelőtt széles körben elterjedt volna. Talán az emberiség már régen feltárta volna az egész naprendszert és elérte volna a csillagokat. Bevallom, néha felvetődik a gondolat, hogy az emberiség fejlődését valaki vagy valami szándékosan késleltette évszázadok óta. Ezt a témát azonban meghagyjuk a tudományos-fantasztikus íróknak... Érdekes, hogy a Heron eolipile újbóli feltalálása 1750-ben történt.

magyar tudós J.A. Segner megépítette egy hidraulikus turbina prototípusát. Az úgynevezett Segner-kerék és az aeolipile között az a különbség, hogy a készüléket forgató reaktív erőt nem gőz, hanem folyadéksugár hozza létre. A magyar tudós találmánya jelenleg a sugárhajtás klasszikus demonstrációjaként szolgál fizika tanfolyamokon, szántóföldeken, parkokban pedig növények öntözésére használják. A Heron másik kiemelkedő találmánya a gőz felhasználásával kapcsolatban a gőzkazán.

Alexandriai Gém (i.sz. 10-75) - ókori görög matematikus és szerelő. Geometriát, mechanikát, hidrosztatikát és optikát tanult. Olyan művek szerzője, amelyekben szisztematikusan felvázolta az ókori világ főbb vívmányait az alkalmazott mechanika területén. A mechanikában Heron 5 egyszerű gépet írt le: kart, kaput, éket, csavart és blokkot. Heront az erők paralelogrammájáról is ismerték. A Heron fogaskerekes szerelvény segítségével épített egy eszközt az utak hosszának mérésére, ugyanazon az elven, mint a modern taxaméterek. A Heron „szent” víz árusítására szolgáló automatája volt folyadékadagoló automatáink prototípusa. A Heron mechanizmusai és automatái nem találtak széles körben elterjedt gyakorlati alkalmazást. Főleg mechanikus játékok építésénél használták őket. Ez alól csak a Heron hidraulikus gépei képeznek kivételt, amelyek segítségével az ősi vízfiókokat fejlesztették. Heron „A dobógépek készítéséről” című értekezésében beszámolt az ókori tüzérség alapjairól. A Metrics szabályokat és képleteket ad különféle geometriai alakzatok pontos és közelítő kiszámításához, például a Heron-képletet a háromszög háromoldali területének meghatározásához, a másodfokú egyenletek numerikus megoldásának szabályait, valamint a négyzet és a kocka hozzávetőleges kivonását. gyökerei. A Heron matematikai munkáiban alapvetően dogmatikus a bemutatás – a szabályokat gyakran nem származtatják, hanem csak példákon keresztül tisztázzák.

1814-ben megtalálták Heron „A dioptriáról” című esszéjét, amely meghatározza a földmérési szabályokat, amelyek valójában a téglalap alakú koordináták használatán alapulnak. Itt található a dioptria - egy szögmérési eszköz - leírása - a modern teodolit prototípusa.

Heron szivattyú

Rizs. 1. Heron szivattyú

A szivattyú két egymással összeköttetésben álló dugattyús hengerből állt, amelyek szelepekkel voltak felszerelve, amelyekből váltakozva kiszorították a vizet. A szivattyút két ember izomereje hajtotta, akik felváltva nyomták le a kar karjait. Ismeretes, hogy az ilyen típusú szivattyúkat a rómaiak később tüzek oltására használták, és kiváló minőségű kivitelezéssel és minden alkatrész elképesztően pontos illesztésével jellemezték őket. Az elektromosság felfedezéséig a hozzájuk hasonló szivattyúkat gyakran használták mind a tüzek oltására, mind a haditengerészetben baleset esetén a rakterekből vízszivattyúzásra.

Gém gőzgömbje – aeolipile

A „Pneumatika” című értekezésében Heron különféle szifonokat, ügyesen megtervezett edényeket és sűrített levegővel vagy gőzzel hajtott gépeket írt le. Az Aeolipile (a görög fordításban „Aeolus szélisten labdája”) egy szorosan lezárt üst volt, két csővel a fedelén. A csövekre egy forgó üreges golyót szereltek fel, melynek felületére két L alakú fúvókát szereltek fel. A lyukon keresztül vizet öntöttek a kazánba, a lyukat dugóval lezárták, és a kazánt a tűz fölé helyezték. A víz felforrt, gőz keletkezett, amely a csöveken keresztül a golyóba és az L alakú csövekbe áramlott. Megfelelő nyomás mellett a fúvókákból kiáramló gőzsugarak gyorsan megforgatták a labdát. A modern tudósok által Heron rajzai alapján épített eolipile percenként akár 3500 fordulatot is kifejtett!

Az aeolipil összeszerelése során a tudósok a golyós és a gőzellátó csövek csuklópántjainak tömítésének problémájával találkoztak. Nagy résnél nagyobb fokú forgási szabadságot kapott a labda, de a réseken könnyen kiszökött a gőz, és gyorsan leesett a nyomása. Ha csökkent a rés, megszűnt a gőzveszteség, de a megnövekedett súrlódás miatt a labda is nehezebbé vált. Nem tudjuk, hogy Heron hogyan oldotta meg ezt a problémát. Talán az eolipile nem forgott olyan nagy sebességgel, mint a modern modell.

Sajnos az eolipile nem kapott kellő elismerést, és nem volt kereslet sem az ókorban, sem később, bár hatalmas benyomást tett mindenkire, aki látta. Ezt a találmányt csak szórakoztató játékként kezelték. Valójában a Heron eolipile a gőzturbinák prototípusa, amely csak két évezreddel később jelent meg! Ráadásul az aeolipile az egyik első sugárhajtóműnek tekinthető. Egy lépés volt hátra a sugárhajtás elvének felfedezéséig: egy kísérleti összeállítás áll előttünk, meg kellett fogalmazni magát az elvet. Az emberiség közel 2000 évet töltött ezen a lépésen. Nehéz elképzelni, hogyan nézett volna ki az emberiség történelme, ha a sugárhajtás elve 2000 évvel ezelőtt széles körben elterjedt volna. Talán az emberiség már régen feltárta volna az egész naprendszert és elérte volna a csillagokat.

Rizs. 2. 1 - gőzellátó, 2 - gőzvezető csövek, 3 - golyós, 4 - kipufogócsövek

Gőzkazán

Rizs. 3. Gőzkazán

Amint látjuk, Heron három nagyon érdekes találmányt fejlesztett ki: az eolipilet, a dugattyús szivattyút és a kazánt. Ezek kombinálásával gőzgépet lehetett kapni. Valószínűleg ez a feladat, ha nem is magának Heronnak, de a követőinek hatáskörében volt.

Leírt még automata ajtónyitót, tűzoltó szivattyút, különféle szifonokat, vízi orgonát, mechanikus bábszínházat stb.

(i.sz. 1. század), a hellenisztikus kor kiemelkedő matematikusa, földmérője, szerelője és mérnöke. Életrajzi adatokat nem őriztek meg. Ismeretes, hogy Alexandriában élt és dolgozott, ahogy a legtöbb tudós feltételezi, az I. században. HIRDETÉS Mechanikai, matematikai és geodéziai munkákat hagyott hátra (ebben az időben a rodoszi Gelinosz (Kr. e. I. század) osztályozása szerint a matematika magában foglalta az aritmetikát, a geometriát, a csillagászatot, az optikát, a geodéziát, a mechanikát, a zenei harmóniát és a gyakorlati számításokat); feltalált egy gőzgép prototípusát és a precíziós szintező műszereket. Alexandriai Heron munkáiból ismert a „Mechanika” (arab fordításban), „Az emelőszerkezetekről”, valamint a fent említett „Metrics” és „Dioptra”. Görögül Heron három értekezése ismert: „Pneumatika”, „Hadigépek könyve”, „Automaták színháza”, „Catoptika” (a tükrök tudománya; csak latin fordításban őrzik) stb.

A legnépszerűbbek a Heron automatái voltak, mint például egy automata színház, szökőkutak stb. Heron leírt egy "dioptriát" - egy szögmérési eszközt - egy modern teodolit prototípusát, a statika és a kinetika törvényei alapján, leírást adott egy kar, blokk, csavar, katonai gépek. Az optikában a fényvisszaverődés törvényeit fogalmazta meg, a matematikában - a legfontosabb geometriai alakzatok mérési módszereit. Heron felhasználta elődei vívmányait: Euklidész, Arkhimédész, Lampsacusból származó Strato. Stílusa egyszerű és letisztult, bár néha túl lakonikus vagy strukturálatlan. A 3. században kelt fel az érdeklődés Heron művei iránt. n. e. Görög, majd bizánci és arab diákok kommentálták és fordították műveit.

Heron matematikai művei az ősi alkalmazott matematika enciklopédiája. Művei nem jutottak el hozzánk maradéktalanul. Könyvei közül a legjobb, a „Metrics” megadja a gömbszakasz definícióját, szabályokat és képleteket a szabályos sokszögek területeinek, a csonkakúpok és piramisok térfogatának pontos és közelítő kiszámításához, valamint az úgynevezett Heron-képletet a szög meghatározására. egy háromszög területe három oldalán, Arkhimédésznél található; a másodfokú egyenletek numerikus megoldására és a négyzet- és kockagyökök közelítő kivonására vonatkozó szabályokat adjuk meg. A Metrics a legegyszerűbb emelőeszközöket - emelőkart, blokkot, éket, ferde síkot és csavart -, valamint ezek néhány kombinációját vizsgálja. Az „Egyszerű gépek” tanulmányozása során (a kifejezést ő vezette be) a pillanat fogalmát használja. Figyelembe vette a súrlódási erőt, és összetett mechanizmusokkal végzett munka során javasolta, hogy kissé növeljék a rájuk ható erőket. A „Pneumatikában” számos ötletes hidropneumatikus eszközt vizsgált meg. „Az automaták színháza” című művében ismertette korának templomait és színházi automatáit. A heron C2 » 17/12 arányú, ahol a 17/12, mint ismeretes, a negyedik alkalmas frakció a C2 számára. Heron matematikai munkáinak tartalma dogmatikus, a szabályokat legtöbbször nem származtatják, hanem példákkal magyarázzák. Ez közelebb hozza Heron műveit az ókori Egyiptom és Babilon matematikusainak munkáihoz. 1814-ben megtalálták Heron „A dioptriáról” című esszéjét, amely meghatározta a földmérési szabályokat, amelyek valójában a téglalap alakú koordináták használatán alapultak. Heron leírta az ókori világ fő vívmányait az alkalmazott mechanika területén. Feltalált számos műszert és gépet, különösen az utak hosszának mérésére szolgáló készüléket, amely ugyanazon az elven működött, mint a modern taxaméterek, egy „szent víz” árusító gépet, különféle vízórákat stb. Heron munkásságának hatása Európa-szerte a reneszánszig nyomon követhető.

Ebben a cikkben arra hívlak, hogy ismerkedjen meg az ókor egyik csodálatos tudósával. A maga idejében óriási mértékben hozzájárult a tudomány fejlődéséhez, de legtöbb műve, találmánya a feledés homályába merült, és méltatlanul feledésbe merült. Alexandriai Heronnak hívják.
Gém Egyiptomban élt Alexandria városában, ezért Alexandriai Gém néven vált ismertté. A modern történészek szerint a Kr.u. I. században élt. Heron műveinek csak a tanítványai és követői által készített átírt másolatok maradtak fenn napjainkig. Némelyikük görög, néhány pedig arab nyelvű. A 16. században készült latin fordítások is vannak.

A leghíresebb a Heron „Metrics” - egy tudományos munka, amely megadja a gömb alakú szegmens, a tórusz meghatározását, szabályokat és képleteket a szabályos sokszögek területének, a csonka kúpok és a piramisok térfogatának pontos és közelítő kiszámításához. Ebben a munkában Heron bevezeti az „egyszerű gépek” kifejezést, és a nyomaték fogalmát használja munkájuk leírására.

A dioptria volt a modern teodolit prototípusa. Fő része egy vonalzó volt, végére irányzékkal. Ez a vonalzó körben forgott, amely vízszintes és függőleges helyzetet is elfoglalhatott, ami lehetővé tette az irányok megjelölését vízszintes és függőleges síkban egyaránt. A készülék helyes felszerelése érdekében vízvezetéket és vízszintet rögzítettek rá. Ezzel az eszközzel és a téglalap alakú koordináták bevezetésével a Heron különféle problémákat oldhat meg a földön: megmérheti két pont távolságát, amikor az egyik vagy mindkettő nem elérhető a megfigyelő számára, rajzolhat egy egyenest merőlegesen egy megközelíthetetlen egyenesre, megtalálhatja a szintkülönbséget. két pont között mérje meg egy egyszerű alak területét anélkül, hogy rálépne a mért területre.
Heron többek között leírást ad az általa a távolságok mérésére kitalált eszközről - a kilométer-számlálóról.

Rizs. Kilométerszámláló (megjelenés

Rizs. Kilométerszámláló (belső eszköz)
A kilométer-számláló egy kis kocsi volt, amelyet két speciálisan kiválasztott átmérőjű kerékre szereltek. A kerekek pontosan 400-szor fordultak meg milliatrionként (az ősi hosszmérték 1598 m). Számos kereket és tengelyt fogaskerék hajtott, a megtett távolságot pedig egy speciális tálcába hulló kavicsok jelezték. Ahhoz, hogy megtudjuk, mekkora távolságot tettek meg, csak meg kellett számolni a tálcán lévő kavicsok számát.
Heron egyik legérdekesebb munkája a „Pneumatika”. A könyv mintegy 80 eszköz és mechanizmus leírását tartalmazza. A leghíresebb az aeolipile (görögül fordítva: „Aeolus szélisten labdája”).

Rizs. Aeolipile
Az eolipile egy szorosan lezárt üst volt, két csővel a fedelén. A csövekre egy forgó üreges golyót szereltek fel, melynek felületére két L alakú fúvókát szereltek fel. A lyukon keresztül vizet öntöttek a kazánba, a lyukat dugóval lezárták, és a kazánt a tűz fölé helyezték. A víz felforrt, gőz keletkezett, amely a csöveken keresztül a golyóba és az L alakú csövekbe áramlott. Megfelelő nyomás mellett a fúvókákból kilépő gőzsugarak gyorsan megforgatták a labdát. A modern tudósok által Heron rajzai alapján épített eolipile percenként akár 3500 fordulatot is kifejtett!

Sajnos az eolipile nem kapott kellő elismerést, és nem volt kereslet sem az ókorban, sem később, bár hatalmas benyomást tett mindenkire, aki látta. A Heron eolipile a gőzturbinák prototípusa, amely csak két évezreddel később jelent meg! Ráadásul az aeolipile az egyik első sugárhajtóműnek tekinthető. Egy lépés volt hátra a sugárhajtás elvének felfedezéséig: egy kísérleti összeállítás áll előttünk, meg kellett fogalmazni magát az elvet. Az emberiség közel 2000 évet töltött ezen a lépésen. Nehéz elképzelni, hogyan nézett volna ki az emberiség történelme, ha a sugárhajtás elve 2000 évvel ezelőtt széles körben elterjedt volna.
A Heron másik kiemelkedő találmánya a gőz felhasználásával kapcsolatban a gőzkazán.

A kialakítás egy nagy bronztartály volt, koaxiálisan beépített hengerrel, tűzhellyel és hideg- és melegvíz-ellátó csövekkel. A kazán nagyon gazdaságos volt, és gyors vízmelegítést biztosított.
A Heron „pneumatikájának” jelentős részét különféle szifonok és edények leírása foglalja el, amelyekből a víz gravitáció útján egy csövön keresztül áramlik. Az ezekben a tervekben rejlő elvet a modern járművezetők sikeresen alkalmazzák, amikor ki kell üríteni a benzint az autótartályból. Az isteni csodák létrehozásához a papoknak Heron elméjét és tudományos ismereteit kellett használniuk. Az egyik leglenyűgözőbb csoda az általa kifejlesztett mechanizmus volt, amely kinyitotta a templom ajtaját, amikor tüzet gyújtottak az oltáron.

A tűztől felhevült levegő bejutott egy vízzel ellátott edénybe, és egy kötélen felfüggesztett hordóba nyomott ki bizonyos mennyiségű vizet. A vízzel megtöltött hordó leesett és egy kötél segítségével megforgatta a hengereket, amelyek mozgásba lendítették a lengőajtókat. Az ajtók kinyíltak. Amikor a tűz kialudt, a víz a hordóból visszaömlött az edénybe, és a hengereket forgató, kötélen felfüggesztett ellensúly bezárta az ajtókat.
Meglehetősen egyszerű mechanizmus, de micsoda pszichológiai hatással van a plébánosokra!

Egy másik találmány, amely jelentősen növelte az ókori templomok jövedelmezőségét, a Heron által feltalált szenteltvíz-automata volt.
A készülék belső mechanizmusa meglehetősen egyszerű volt, és egy precízen kiegyensúlyozott karból állt, amely egy érme súlyának hatására kinyíló szelepet működtetett. Az érme egy nyíláson keresztül egy kis tálcára esett, és aktivált egy kart és a szelepet. A szelep kinyílt és egy kis víz kifolyt. Az érme ekkor lecsúszik a tálcáról, és a kar visszaáll eredeti helyzetébe, lezárva a szelepet.
A Heron találmánya lett a világ első automatája. A 19. század végén újra feltalálták az automatákat.
Heron következő találmányát a templomokban is aktívan használták.

A találmány két csővel összekapcsolt edényből áll. Az egyik edény tele volt vízzel, a másik pedig borral. A plébános egy edénybe vízzel kis mennyiségű vizet adott, a víz egy másik edénybe került, és ugyanannyi bort kiszorított belőle. Egy ember vizet hozott, és „az istenek akaratából” borrá változott! Hát nem csoda ez?
És itt van egy másik edénykialakítás, amelyet Heron talált ki a víz borrá és visszaforgatására.

Az amfora felét borral, a másik felét vízzel töltik meg. Ezután az amfora nyakát dugóval le kell zárni. A folyadékot az amfora alján található csap segítségével vonják ki. Az edény felső részében a kiálló fogantyúk alatt két lyuk van fúrva: az egyik a „boros”, a másik a „vizes” részben. A csészét a csaphoz hozták, a pap kinyitotta, és vagy bort, vagy vizet töltött a csészébe, az egyik lyukat az ujjával halkan betömte.

A maga idejében egyedülálló találmány volt a vízszivattyú, amelynek kialakítását Heron írta le a „Pneumatika” című munkájában.
A szivattyú két egymással összeköttetésben álló dugattyús hengerből állt, amelyek szelepekkel voltak felszerelve, amelyekből váltakozva kiszorították a vizet. A szivattyút két ember izomereje hajtotta, akik felváltva nyomták le a kar karjait. Ismeretes, hogy az ilyen típusú szivattyúkat a rómaiak később tüzek oltására használták, és kiváló minőségű kivitelezéssel és minden alkatrész elképesztően pontos illesztésével jellemezték őket.

Az ókorban a legelterjedtebb világítási módszer az olajlámpás világítás volt. Ha egy lámpánál könnyű volt nyomon követni, akkor több lámpánál már szükség volt egy szolgára, aki rendszeresen járkál a szobában és megigazítja a lámpák kanócát. Heron feltalált egy automata olajlámpát.

A lámpa egy tálból, amelybe olajat öntöttek, és egy eszközből áll a kanóc adagolására. Ez az eszköz egy úszót és egy hozzá csatlakoztatott fogaskereket tartalmazott. Amikor az olajszint lecsökkent, az úszó leesett, forgatta a fogaskereket, és az viszont egy kanóccal körbevont vékony sínt betáplált az égési zónába. Ez a találmány a fogasléc és fogaskerék egyik első alkalmazása volt.
A Heron „Pneumatikája” a fecskendő kialakításáról is leírást ad, sajnos nem tudni biztosan, hogy az ókorban használták-e ezt a készüléket orvosi célokra. Azt sem tudni, hogy a modern orvosi fecskendő feltalálóinak tartott francia Charles Pravaz és a skót Alexander Wood tudott-e a létezéséről.

A Heron's Fountain három edényből áll, amelyek egymás fölött helyezkednek el és kommunikálnak egymással. A két alsó edény zárt, a felső pedig nyitott tál alakú, amelybe vizet öntenek. A középső edénybe is vizet öntünk, amelyet később lezárunk. A tál aljától szinte az alsó edény aljáig futó csövön keresztül a víz lefolyik a tálból és az ott lévő levegőt összenyomva növeli annak rugalmasságát. Az alsó edény egy csövön keresztül csatlakozik a középsőhöz, amelyen keresztül a légnyomás a középső edénybe kerül. A levegő nyomást gyakorolva a vízre arra kényszeríti, hogy a középső edényből a csövön keresztül a felső edénybe emelkedjen, ahol ennek a csőnek a végéből egy szökőkút emelkedik ki a víz felszíne fölé. A tálba eső szökőkútvíz belőle egy csövön keresztül az alsó edénybe folyik, ahol a vízszint fokozatosan emelkedik, a középső edényben pedig csökken. A szökőkút hamarosan leáll. Az újraindításhoz csak fel kell cserélni az alsó és a középső ereket.

A maga korában egyedülálló tudományos munka a Heron's Mechanics. Ez a könyv egy Kr.u. 9. századi arab tudós fordításában került hozzánk. Costa al-Balbaki. A 19. századig ez a könyv nem jelent meg sehol, és láthatóan ismeretlen volt a tudomány számára sem a középkorban, sem a reneszánszban. Ezt támasztja alá, hogy a szövegét nem tartalmazza az eredeti görög és a latin fordítás. A Mechanicsban a legegyszerűbb mechanizmusok leírása mellett: ék, kar, kapu, blokk, csavar, találunk egy Heron által megalkotott, teheremelő mechanizmust.

A könyvben ez a mechanizmus barulk néven jelenik meg. Látható, hogy ez a készülék nem más, mint egy sebességváltó, amit csörlőnek használnak.
Heron „A katonai gépekről” és „A dobógépek gyártásáról” című műveit a tüzérség alapjainak szentelte, és számos számszeríjat, katapultot és ballisztát írt le bennük.
Heron On Automata című munkája népszerű volt a reneszánsz idején, latinra fordították, és számos tudós idézte. 1501-ben Giorgio Valla lefordította ennek a műnek néhány töredékét. Később más szerzők fordításai következtek.

A Heron által készített orgona nem volt eredeti, csak a hydraulos, a Ctesibius által feltalált hangszer továbbfejlesztett kivitele. A Hydraulos szelepekkel ellátott csőkészlet volt, amely hangot keltett. A levegőt víztartály és szivattyú segítségével juttatták a csövekhez, ami ebben a tartályban megteremtette a szükséges nyomást. A csőszelepeket, mint egy modern orgonánál, billentyűzettel vezérelték. Heron azt javasolta, hogy automatizálják a hidraulikus rendszert egy szélkerék segítségével, amely egy szivattyú meghajtásaként szolgált, amely levegőt kényszerített a tartályba.

Ismeretes, hogy Heron egyfajta bábszínházat hozott létre, amely a közönség elől rejtett kerekeken mozgott, és egy kis építészeti szerkezet volt - négy oszlop, közös alappal és architrámmal. A színpadán álló bábok, melyeket összetett zsinór- és fogaskerekek rendszere hajtott, a nyilvánosság elől is rejtve, a Dionüszosz tiszteletére rendezett fesztivál szertartását elevenítették fel. Amint egy ilyen színház belépett a város terére, Dionüszosz alakja fölött tűz lobbant fel a színpadon, egy tálból bort öntöttek az istenség lábainál heverő párducra, a kíséret pedig táncolni kezdett a zenére. Aztán a zene és a tánc abbamaradt, Dionüszosz a másik irányba fordult, a második oltárban láng lobbant fel - és az egész akció megismétlődött. Egy ilyen előadás után a babák leálltak, és az előadás véget ért. Ez az akció életkortól függetlenül minden lakos érdeklődését felkeltette. De egy másik bábszínház, a Heron utcai előadásai sem voltak kevésbé sikeresek.

Ez a színház (pinaka) nagyon kicsi volt, könnyen mozgatható volt egy kis oszlop, melynek tetején egy színházi színpad makettje volt elrejtve az ajtók mögött. Ötször nyitottak és zártak, felvonásokra osztva Trója győzteseinek szomorú visszatérésének drámáját. Egy apró színpadon, kivételes ügyességgel mutatták be, hogyan építettek és bocsátottak vízre vitorlás hajókat a harcosok, vitorláztak rajtuk a viharos tengeren és haltak meg a mélyben a villámlás és mennydörgés alatt. A mennydörgés szimulálására Heron egy speciális eszközt készített, amelyben a golyók kiömlöttek a dobozból, és eltalálták a deszkát.

Az automata színházaiban Heron tulajdonképpen a programozás elemeit használta: a gépek akcióit szigorú sorrendben hajtották végre, a díszletek a megfelelő pillanatokban váltották egymást. Figyelemre méltó, hogy a színházi mechanizmusokat elsősorban a gravitáció mozgatja (a zuhanó testek energiáját használták fel a pneumatika és a hidraulika elemei is).

Már Heron idejében is az ókori mérnöki műalkotások egyik remekművének számított az Eupalinus terve alapján kialakított és egy alagúton áthaladó Samos szigeti vízellátó rendszer. A vizet ezen az alagúton keresztül a Castro-hegy túloldalán található forrásból szállították a városba. Köztudott volt, hogy a munka felgyorsítása érdekében a hegy két oldalán egyszerre ásták ki az alagutat, ami az építkezést végző mérnök magas képzettségét igényelte. A vízvezeték sok évszázadon át működött, és meglepte Hérodotosz is írásaiban. Hérodotosztól értesült a modern világ az Eupalina alagút létezéséről. Megtudtam, de nem hittem el, mert azt hitték, hogy az ókori görögök nem rendelkeztek a szükséges technológiával egy ilyen összetett objektum megépítéséhez. Miután tanulmányozták Heron „A dioptrián” című munkáját, amelyet 1814-ben találtak, a tudósok megkapták a második dokumentumos bizonyítékot az alagút létezésére. Csak a 19. század végén fedezte fel egy német régészeti expedíció a legendás Eupalina alagutat.
Heron művében a következőképpen mutat be példát az általa feltalált dioptria használatára az Eupalina alagút építéséhez:

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete