Arhimēda skrūve - pazīstama arī kā ūdens skrūve, Ēģiptes skrūve un hidrodinamiskā skrūve - ir iekārta, ko izmanto ūdens pacelšanai un transportēšanai. Šī tehnoloģija parasti ietver spirāli dobā caurulē, kas, rotējot, pozitīvi izspiež ūdeni no cilindra apakšas uz augšu.

Lai gan šī tehnoloģija bieži tiek piedēvēta 3. gadsimta grieķu matemātiķim un izgudrotājam Arhimedam no Sirakūzām, ir pierādījumi, ka skrūves sūkņus izmantoja jau gadsimtiem agrāk - gan Ēģiptē, gan Asīrijā. Patiesībā daži zinātnieki uzskata, ka skrūves sūkņus kā irigācijas rīkus izmantoja jau 7. gadsimtā pirms mūsu ēras.

Kā tieši darbojas Arhimēda skrūve, kad tā tika izgudrota un kāpēc tā tiek piedēvēta Arhimedam?

Kā darbojas Arhimēda skrūve?

20. gadsimta 50. gadu ūdens sūknis Ēģiptē, kurā izmantots Arhimēda skrūves mehānisms.

Attēls: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , izmantojot Wikimedia Commons

Arhimēda skrūve būtībā ir dobja caurule, kurā ir spirāle jeb spirāle, kas vijas augšup pa cilindru. Caurulītes apakšējo galu ievieto ūdenī, un caurulīti griež. Griežoties skrūve uzņem daļu ūdens. Turpmāki griezieni paceļ ūdeni caur secīgām spirāles kabatām, līdz tas sasniedz caurules augšdaļu.

Šādā veidā ūdeni no zemāka līmeņa avota (piemēram, upes) var viegli novadīt līdz citam avotam (piemēram, apūdeņošanas grāvim, kas plūst uz lauksaimniecības zemēm).

Skrūves sūkņa griešanas metodes gadsimtu gaitā ir bijušas ļoti dažādas. Dažās civilizācijās vārpstu grieza ar roku darbu, citās - ar lopu vai vējdzirnavu palīdzību. Galu galā skrūves sūkņu darbināšanai sāka izmantot motorus.

Kas izgudroja Arhimēda skrūvi?

Ir pierādījumi, ka Arhimēda skrūvi izmantoja Senās Ēģiptes vēstures hellēnisma periodā, aptuveni 3. gadsimtā p. m. ē. Tolaik Arhimēda skrūvi izmantoja, lai paceltu ūdeni no Nīlas, un tā kalpoja kā apūdeņošanas rīks. Tomēr daži zinātnieki ir izvirzījuši teoriju, ka senajām civilizācijām šī tehnoloģija bija pieejama jau daudz agrāk nekā 3. gadsimtā p. m. ē.

Sennacheriba klinšu reljefa atlējums no Cudi Dağı pakājē, netālu no Cizre. Atlējums ir izstādīts Landshūtā, Vācijā.

Attēls: Timo Roller, CC BY 3.0 , izmantojot Wikimedia Commons

Asīrioloģe Stefānija Dallija (Stephanie Dalley), piemēram, ir izvirzījusi teoriju, ka ūdens skrūves tika izmantotas neoasīriešu impērijā karaļa Sennacheriba valdīšanas laikā (704-681 g. p. m. ē.). Dallija kā pierādījumu min klinšu raksta uzrakstu, uzskatot šo artefaktu par pierādījumu tam, ka asīrieši aptuveni 7. gadsimtā p. m. ē. no bronzas lēja skrūvējamus sūkņus.

Dallija teorija saskan ar sengrieķu vēsturnieka Strabona darbiem, kurš rakstīja, ka Babilonas Augstie dārzi - visneizprotamākais no "7 antīkās pasaules brīnumiem" - tika apūdeņoti, izmantojot skrūves.

Dārzu atrašanās vieta nekad nav precīzi noskaidrota: daži uzskata, ka tie atradās Babilonijā, bet tika iznīcināti mūsu ēras 1. gadsimtā, savukārt citi apgalvo, ka tie, iespējams, tika uzcelti Ninīvē ķēniņa Sennacheriba laikā. Tāpēc pagaidām nav iespējams precīzi noteikt, kā tieši tie tika apūdeņoti - ar skrūvpumpuriem vai bez tiem.

Kāpēc to tautā dēvē par Arhimēda skrūvi?

Domeniko Feti (pazīstams arī kā "Mācītāja portrets"), 1620. Arhimeds tiek uzskatīts par nozīmīgāko fiziķi senatnē.

Attēla kredīts: Domenico Fetti, publiskais īpašums, izmantojot Wikimedia Commons

Tātad, ja asīrieši un senie ēģiptieši, iespējams, bija apguvuši šo tehnoloģiju jau pirms 3. gadsimta p. m. ē., kāpēc tā ir nosaukta 3. gadsimta grieķu matemātiķa un izgudrotāja Arhimēda no Sirakūzām vārdā?

Viena no teorijām apgalvo, ka Arhimeds pats neatkarīgi izgudroja skrūves sūkni. Stāsta, ka karalis Hiero licis Arhimedam izgudrot rīku, ar ko varētu izvadīt ūdeni no kuģa korpusa, un tā rezultātā Arhimeds radījis skrūves sūkni.

Cita teorija paredz, ka Arhimeds ap 234. gadu p. m. ē. devās no Grieķijas uz Ēģipti, kur atklāja tur jau izmantoto tehnoloģiju. Pēc tam viņš ķērās pie izgudrojuma pielāgošanas un uzlabošanas atbilstoši saviem parametriem. Patiesi, pierādījumi liecina, ka Arhimeds nekad nav apgalvojis, ka izgudrojums ir viņa paša izgudrojums, bet gan to viņam piedēvēja divus gadsimtus vēlāk, 1. gs. p. m. ē. grieķu autors.vēsturnieks Diodors.

Kā Arhimēda skrūve ir ietekmējusi sabiedrību?

Arhimēda skrūve kalpoja kā būtisks palīglīdzeklis apūdeņošanai visā antīkajā pasaulē, parasti kā līdzeklis, lai ūdeni no upēm un ezeriem paceltu lauksaimniecības zemēs.

Šobrīd visā pasaulē ūdens attīrīšanas iekārtās tiek izmantoti skrūves sūkņi ūdens un notekūdeņu transportēšanai. Šo tehnoloģiju var atrast arī dažos atrakciju parkos un šokolādes strūklakās.

Ja ūdeni novada Arhimēda skrūves augšpusē, nevis apakšpusē, tas liek skrūvei griezties. To var izmantot elektroenerģijas ražošanai. Šāda veida hidroģeneratorus izmanto Temzas upē Anglijā, un to saražotā enerģija tiek novadīta uz Vindzoras pili.