Древние греки могли изобрести паровоз

Когда в XVIII в. был изобретен паровой двигатель, это стало настоящей революцией в транспорте и промышленности, полностью изменившей мир. Однако, как известно, все новое – это хорошо забытое старое. Забытое примерно 2000 лет назад.

Именно тогда жил известный античный ученый Герон Александрийский, который и описал во всех деталях первый работающий паровой двигатель. Он назвал его «ветряной шар». Конструкция его была такова. Широкий свинцовый котел помещали над источником тепла, например горящим древесным углем. Когда вода начинала закипать, в две трубы, в центре которых вращался шар, поднимался пар. Струи пара били через два отверстия в шаре и заставляли его двигаться с большой скоростью. Кстати, этот же принцип лежит в основе современного реактивного движения.

Герону было известно, какое практическое применение могут иметь источники энергии. И вероятно, он мог бы найти и паровому двигателю полезное «повседневное применение». Ведь известно, что им была сконструирована небольшая ветряная мельница, которая заставляла звучать музыкальный орган.

В тогдашнем мире Герон прославился еще и тем, что изобрел автоматически открывающиеся двери для храма в Александрии. Когда жрец зажигал в жертвеннике напротив храма огонь, в скрытом под жертвенником металлическом шаре нагревался воздух, который, расширяясь, проталкивал через сифон воду в огромную бадью. Она была подвешена на цепях, и весы и шкивы поворачивали двери на их осях, как только она становилась тяжелее. Когда же огонь в жертвеннике угасал, воздух быстро охлаждался, поэтому вода всасывалась в сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась наверх, система шкивов приходила в обратное движение, и двери торжественно закрывались.

Один из американских специалистов по античности, доктор Дж. Лэнделс, с помощью специалистов инженерного факультета университета в Рединге воссоздал рабочую модель устройства Герона. Выяснилось, что шар в ней развивал большую скорость вращения (около 1500 оборотов в минуту). Был сделан вывод: «Шар устройства Герона, возможно, был самым быстровращающимся предметом того времени». Однако при попытках сделать устройство эффективным возникли трудности. Свободный шарнир позволял шару быстрее вращаться, но при этом пар быстро улетучивался, если же шарнир был тугим, то энергия расходовалась на преодоление трения. Таким образом, эффективность механизма Герона посчитали равной примерно одному проценту. Чтобы с его помощью произвести одну десятую долю лошадиной силы (что примерно равно силе одного человека), необходимо было соорудить довольно большой агрегат, потреблявший, соответственно, большое количество горючего. На это тратилось бы энергии больше, чем мог произвести сам механизм.

Доктор Лэнделс отметил, что Герону были известны все элементы парового двигателя, необходимые для создания эффективного механизма. Вероятно, он и работал над этой задачей. Ведь известно, что инженеры его времени создавали цилиндры и поршни с очень высоким коэффициентом полезного действия, которые и использовались при создании устройства для тушения пожара. Этот насос имел поршни, работающие под действием коромысла, установленного на оси в центре. Выходная труба снабжалась механизмом, благодаря которому патрубок откидывался вверх или вниз и поворачивался в любом направлении. Такое устройство действительно существовало и применялось при тушении пожаров. Остатки римских насосов, построенных на этом принципе, были найдены археологами у острова Больсена близ Италии и в Сильчестере (Великобритания).

Механизм с клапанами, подходящими для паровозного двигателя, был обнаружен в его конструкции водяного фонтана, работавшего на сжатом воздухе. В основе своей он похож на современный опрыскиватель от насекомых. Состоял он из круглой бронзовой камеры, которая по сравнению со свинцовым котлом в паровом двигателе была более совершенна, так как могла выдерживать высокое давление.

Герон, как и любой другой столь же образованный его современник, мог с легкостью скомбинировать бойлер, клапаны, поршень и цилиндр, чтобы собрать вполне работоспособный паровой двигатель. Есть мнение, что Герон так и сделал – собрал из перечисленных элементов эффективно работающий паровой двигатель, но то ли погиб при испытаниях, то ли, увлекшись другой задачей, оставил эту идею. К сожалению, эти предположения пока не подтверждены документально.

Однако и никто из последователей и учеников изобретателя не подхватил эту идею. Очень может быть, поскольку в Римской империи широко использовался труд рабов, необходимости в механизмах, заменяющих ручной труд, как-то не возникало. Таким образом, многие интересные изобретения использовались больше для забавы, чем в практических целях.