Гвинт Архімеда - також відомий як водяний гвинт, єгипетський гвинт і гідродинамічний гвинт - це машина, що використовується для підйому і транспортування води. Технологія, як правило, має спіраль всередині порожнистої трубки, яка при обертанні позитивно витісняє воду з нижньої частини до верхньої частини циліндра.

Хоча ця технологія часто приписується грецькому математику і винахіднику 3-го століття Архімеду Сиракузькому, є свідчення того, що гвинтові насоси використовувалися століттями раніше, як в Єгипті, так і в Ассирії. Насправді, деякі вчені вважають, що гвинтові насоси використовувалися в якості іригаційних інструментів ще в 7-му столітті до нашої ери.

Отже, як саме працює гвинт Архімеда, коли він був винайдений і чому його приписують Архімеду?

Як працює гвинт Архімеда?

Водяний насос в Єгипті 1950-х років, який використовує гвинтовий механізм Архімеда

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

Гвинт Архімеда - це, по суті, порожниста трубка, яка містить спіраль або спіраль, що намотується на циліндр. Нижній кінець трубки потім поміщається у водойму, і трубка обертається. Коли гвинт обертається, він зачерпує частину води. Подальші повороти піднімають воду через послідовні кишені спіралі, поки вона не досягне вершини трубки.

Таким чином, вода з нижнього джерела (скажімо, річки) може бути легко піднята до іншого джерела (наприклад, до зрошувальної канави, що тече до сільськогосподарських угідь).

Методи обертання гвинтового насоса протягом століть широко варіювалися. У деяких цивілізаціях вал обертався за допомогою ручної праці, в інших - за допомогою худоби або вітряків. Зрештою, для приведення в дію гвинтових насосів були використані двигуни.

Хто винайшов гвинт Архімеда?

Існують докази того, що гвинт Архімеда використовувався в елліністичний період історії Стародавнього Єгипту, приблизно в 3 столітті до н.е. В той час гвинт Архімеда використовувався для підйому води з Нілу, функціонуючи як іригаційний інструмент. Однак деякі вчені припускають, що стародавні цивілізації володіли цією технологією набагато раніше, ніж 3 століття до н.е.

Зліпок скельного рельєфу Сеннахеріба з підніжжя гори Куді-Даги, поблизу м. Чізре. Зліпок виставлений у м. Ландсхут, Німеччина

Фото: Timo Roller, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Ассиріолог Стефані Даллі, наприклад, припустила, що водяні гвинти використовувалися в Неоассирійській імперії під час правління царя Сеннахеріба (704-681 рр. до н.е.). Даллі наводить клинописний напис як доказ того, що ассирійці відливали гвинтові насоси з бронзи приблизно в 7-му столітті до н.е.

Теорія Даллея узгоджується з працями давньогрецького історика Страбона, який писав, що Висячі сади Вавилону - найбільш невловиме з "7 чудес стародавнього світу" - зрошувалися за допомогою гвинтів.

Місцезнаходження садів ніколи не було точно встановлено: одні вважають, що вони знаходилися у Вавилоні, але були зруйновані в 1 столітті нашої ери, інші припускають, що вони могли бути побудовані в Ніневії за часів царя Сеннахеріба. Таким чином, поки що немає точного способу дізнатися, як саме вони зрошувалися - за допомогою гвинтових насосів чи без них.

Чому в народі його називають гвинтом Архімеда?

"Архімед замислений" (також відомий як "Портрет вченого") Доменіко Фетті, 1620 р. Архімед вважається найвидатнішим фізиком античності

Фото: Domenico Fetti, суспільне надбання, через Wikimedia Commons

Отже, якщо ассирійці і стародавні єгиптяни могли володіти цією технологією ще до 3 століття до н.е., то чому вона названа на честь грецького математика і винахідника 3 століття Архімеда Сиракузького?

Одна з теорій стверджує, що Архімед винайшов гвинтовий насос сам, незалежно. Історія свідчить, що цар Ієро доручив Архімеду винайти інструмент, який міг би видаляти воду з корпусу корабля, що привело Архімеда до створення гвинтового насоса.

Інша теорія стверджує, що Архімед подорожував з Греції до Єгипту приблизно в 234 р. до н.е., де відкрив технологію, яка вже використовувалася там. Потім він взявся за налаштування і вдосконалення винаходу відповідно до власних параметрів. Дійсно, докази свідчать про те, що Архімед ніколи не стверджував, що винахід належить йому, а скоріше він був приписаний йому двома століттями пізніше, грецьким вченим 1-го століття до н.е., якийісторик Діодор.

Як гвинт Архімеда вплинув на суспільство?

Гвинт Архімеда служив життєво важливим допоміжним засобом для іригації в усьому стародавньому світі, як правило, як засіб підйому води з річок і озер на сільськогосподарські угіддя.

До сьогодні гвинтові насоси використовуються на водоочисних станціях по всьому світу для переміщення води та стічних вод. Технологію також можна зустріти в деяких атракціонах парків розваг та в шоколадних фонтанах.

Якщо вода спрямовується у верхню частину гвинта Архімеда, а не в нижню, вона змушує гвинт обертатися. Це може бути використано як форма виробництва електроенергії. Гідрогенераторні насоси такого типу використовуються на річці Темза в Англії, електроенергія, що виробляється ними, потім подається у Віндзорський замок.