Винт Архимеда - также известный как водяной винт, египетский винт и гидродинамический винт - это машина, используемая для подъема и транспортировки воды. Технология обычно включает в себя спираль внутри полой трубы, которая при вращении положительно вытесняет воду из нижней части цилиндра в верхнюю.

Хотя технология часто приписывается греческому математику и изобретателю III века Архимеду из Сиракуз, есть свидетельства того, что винтовые насосы использовались на много веков раньше, как в Египте, так и в Ассирии. Более того, некоторые ученые предполагают, что винтовые насосы использовались в качестве ирригационных инструментов уже в VII веке до н.э..

Итак, как именно работает винт Архимеда, когда он был изобретен и почему его приписывают Архимеду?

Как работает винт Архимеда?

Водяной насос в Египте 1950-х годов, в котором используется винтовой механизм Архимеда

Image Credit: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

Винт Архимеда представляет собой полую трубку, в которой находится спираль, закручивающаяся вверх по цилиндру. Нижний конец трубки помещается в водоем, и трубка вращается. При вращении винт зачерпывает часть воды. Дальнейшие повороты поднимают воду через последовательные карманы спирали, пока она не достигнет верха трубки.

Таким образом, вода из нижнего источника (скажем, реки) может быть легко поднята к другому источнику (например, ирригационной канаве, текущей к сельскохозяйственным угодьям).

Методы вращения винтового насоса сильно различались на протяжении веков. В некоторых цивилизациях вал вращался с помощью ручного труда, в других - с помощью скота или ветряных мельниц. В конце концов, для приведения винтовых насосов в действие стали использовать двигатели.

Кто изобрел винт Архимеда?

Существуют доказательства того, что винт Архимеда использовался в эллинистический период истории Древнего Египта, примерно в III веке до н. э. В то время винт Архимеда использовался для подъема воды из Нила, функционируя как ирригационный инструмент. Однако некоторые ученые предполагают, что древние цивилизации владели этой технологией гораздо раньше III века до н. э..

Слепок наскального рельефа Сеннахериба с подножия Куди Даги, недалеко от Цизре. Слепок выставлен в Ландсхуте, Германия

Image Credit: Timo Roller, CC BY 3.0 , via Wikimedia Commons

Ассириолог Стефани Далли, например, предположила, что водяные винты использовались в неоассирийской империи во время правления царя Сеннахериба (704-681 гг. до н.э.). В качестве доказательства Далли приводит клинописную надпись, называя этот артефакт доказательством того, что ассирийцы отливали винтовые насосы из бронзы примерно в 7 веке до н.э.

Теория Далли согласуется с трудами древнегреческого историка Страбона, который писал, что Висячие сады Вавилона - самое неуловимое из "7 чудес древнего мира" - орошались с помощью винтов.

Местонахождение садов никогда не было определенно: некоторые предполагают, что они находились в Вавилоне, но были разрушены в I веке н.э., другие считают, что они могли быть построены в Ниневии при царе Сеннахерибе. Поэтому пока нет точного способа узнать, как именно они орошались - с помощью винтовых насосов или нет.

Почему он известен как винт Архимеда?

Архимед Задумчивый (также известен как Портрет ученого), Доменико Фетти, 1620 г. Архимед считается самым значительным физиком древности

Image Credit: Domenico Fetti, Public domain, via Wikimedia Commons

Итак, если ассирийцы и древние египтяне могли владеть этой технологией до III века до н.э., почему она названа в честь греческого математика и изобретателя III века Архимеда из Сиракуз?

Согласно одной из теорий, Архимед изобрел винтовой насос самостоятельно. История гласит, что царь Иеро попросил Архимеда изобрести инструмент, который мог бы удалять воду из корпуса корабля, что привело Архимеда к созданию винтового насоса.

Согласно другой теории, Архимед отправился из Греции в Египет примерно в 234 году до н.э., где он обнаружил технологию, которая уже использовалась там. Затем он начал дорабатывать и улучшать это изобретение в соответствии со своими собственными параметрами. На самом деле, факты свидетельствуют о том, что Архимед никогда не заявлял о своем изобретении как о собственном, а скорее оно было приписано ему два века спустя, греком I века до н.э.историк Диодор.

Как винт Архимеда повлиял на общество?

Винт Архимеда служил жизненно важным приспособлением для ирригации во всем древнем мире, обычно как средство подъема воды из рек и озер на сельскохозяйственные угодья.

По сей день винтовые насосы используются на водоочистных станциях по всему миру для перемещения воды и сточных вод. Эту технологию также можно найти в некоторых аттракционах парков развлечений и в шоколадных фонтанах.

Если направить воду в верхнюю часть винта Архимеда, а не в нижнюю, то это заставит винт вращаться. Это может быть использовано для производства электроэнергии. Подобные гидрогенерирующие насосы используются на реке Темзе в Англии, энергия от которых подается в Виндзорский замок.