Юный техник, 2003 № 01 - [9]
Чтобы понять смысл сделанных с его помощью открытий, заглянем в прошлое. Александрия являлась римской колонией в Египте. В то время в Римской империи существовал культ Солнца. В Египте главенствовало учение о силе света, и Солнце почиталось главным божеством. Ко всему прочему оно могло проявлять себя также через вспышку молнии и огонь.
Прибор Герона позволил обнаружить ранее неизвестные свойства верховного божества. Поэтому Герон применил свое изобретение для священнодействия в храмах. Вот один из его механизмов (рис. 2).
Жертвенник с пустотелым постаментом стоял в храме возле дверей алтаря. На нем разводили огонь. Постепенно воздух внутри постамента нагревался, расширялся и вытеснял воду из стоявшего внизу сосуда. Она выливалась в ведро, которое своей тяжестью через систему рычагов и веревок открывало двери.
В некоторых старых книгах этот механизм называют «остроумным способом, с помощью которого жрецы обманывали народ». Но это не так. Сами жрецы верили и гордились, что двери их храма открывала священная сила огня!
Было и другое «чудо» — статуя богини Исиды. При разведении жертвенного огня из ее сосков начинало брызгать молоко.
Огромную роль в развитии нашей цивилизации сыграл знаменитый эолипил, шар Герона, вращавшийся реактивной силой вытекавшего из него пара. Подлинное изображение первого эолипила неизвестно. Нередко его изображают как реактивную паровую турбину (рис. 3).
Но технология Древнего Рима не позволяла выполнить точное соединение труб с шаром, точно изготовить сам шар и, главное, сделать паровой котел, способный выдержать даже небольшое избыточное давление. (Когда 17 веков спустя у европейской техники появилась потребность в таких котлах, на их создание при более высоком уровне техники ушло более ста лет!)
Вероятно, эолипил представлял собою наполненный водою и стоящий на огне металлический шар с одним-двумя отверстиями. Реактивная сила вытекающего пара заставляла его быстро вращаться.
Задачу создания парового двигателя Герон перед собой не ставил. Эолипил, как и термоскоп, был чисто научным прибором, помогающим решать вопросы об устройстве мира и форме небесных тел.
Следуя учению Пифагора о свойствах геометрических фигур, Платон писал, что «..Бог создал мир в форме идеального круглого шара с границами, равноудаленными от центра…». Любое тело сферической формы обладает такими замечательными свойствами, как минимальная площадь поверхности при заданном объеме, способность сопротивляться давлению безразличным равновесием. Эту форму стремятся принимать падающие капли и простейшие живые существа.
Предшественник Платона, Ксенофон, полагал, что и сам бог имеет совершенную сферическую форму.
Поэтому эолипил, тело божественной формы, да еще вращающийся под действием священной силы огня, являлся удобной моделью для размышления о причинах движения Земли, Солнца и звезд. Изобретения Герона Александрийского постоянно тревожили европейское мышление, но применения им долго не находили. И вот 17 июня 1543 года испанец, капитан Бласко де Гарай, испытал первое в мире судно, двигавшееся силой пара. Воспоминания об этом эксперименте, длившемся всего два часа, сохранили важную деталь: на борту судна стоял эолипил.
Постепенно находили применение и другие изобретения Герона. Таков, например, Геронов фонтан (рис. 4).
Рис. 4
Вода из тарелки фонтана течет в нижний сосуд, вытесняя из него воздух. Он по трубке поступает в верхний сосуд и давит на воду, заставляя ее бить фонтаном. Это изобретение Герона возродили французские механики XVIII века в пору всеобщего увлечения фонтанами при королевском дворе.
Казалось бы, внести серьезное улучшение в древнее устройство нельзя. Но советский изобретатель В.Жигунов двадцать лет назад сумел это сделать. Он додумался соединить фонтаны Герона последовательно в батарею, чем-то напоминающую батарею гальванических элементов.
Если от электрической батареи можно получить сколь угодно большое напряжение, то от батареи фонтанов можно получить сколь угодно большой напор воды (рис. 5).
Пожалуй, с работы Жигунова начинается пора особого увлечения наших изобретателей трудами Герона. Есть сообщения, что изобретатели из Калуги использовали идеи Герона для создания турбины, работающей под действием горячих подземных вод. Они есть на Камчатке и Курильских островах, в Западной Сибири и на Северном Кавказе. Энергия горячих подземных вод огромна. С ее помощью производство электроэнергии в стране можно удвоить, и при этом не понадобится топлива, не будет вредного воздействия на окружающую среду.
Заставить их вращать турбины и получить электроэнергию пытаются давно. Однако они содержат газы, песок, соли, которые быстро разрушают лопатки обычных турбин.
Изобретатели решили использовать турбину без лопаток — сегнерово колесо. По существу, это эолипил, имеющий форму диска, на ободе которого располагаются сопла. Вода от подземного источника поступает через полый вал и вскипает в полости диска. Образуется смесь воды и пара, которая, вырываясь из сопел, создает реактивную силу и вращает колесо.
А теперь несколько слов еще об одном — философском изобретении Герона. Всех мыслящих людей древности волновал вопрос: каков мир на самом деле? Таков ли он, каким нам кажется на первый взгляд, или это нечто совсем иное?
