3.2. Найбільш важливі історичні факти розвитку техніки до середніх віків

З незапам’ятних часів люди навчились виготовлювати і застосовувати різні знаряддя праці та у ці ж часи з’явились найбільш прості механізми, що істотно полегшували працю людини.

3.2.1. Винахід обертальних механізмів і машин

Блок (рис.3.4.) був винайдений, мабуть, на початку періоду залізного віку. Цей дуже необхідний пристрій, здавалося б легко могли винайти люди, знайомі з колесом. Проте, за достовірними даними відомо, що єгиптяни бронзового віку не піднімали вітрила за допомогою блоків і не користувались ними на крупних будівельних роботах.

Перші достовірні факти про наявність блока були виявлені в Асірії й відносяться до VIII віку до нашої ери. Не виключено також, що блок як найпростіший механізм не можна було виготовити достатньо дешевим способом, поки не з’явилось залізо. Поява блока викликала корінний переворот в області будівництва. Близько 450 року до н.е. греки перетворили блок в елементарний підіймач. До цього часу вже одержав розповсюдження вертикальний ворот, а до початку нашої ери ввійшли до вжитку двоноги з талями.

Рис.3.4. Перше відоме зображення блока

Перший токарний верстат і найважливіший представник механізмів для механічного оброблення матеріалів з’явився на початку залізного віку. Достовірно визначено, що близько 800 року до н.е. токарний верстат уже увійшов до вжитку.

Обертальний ручний млин. Його винайдено близько 600 року до н.е. Пізніше (через одне чи два століття) в пекарнях стали установлювати млини більш крупної потужності. Обертав такий млин, частіш за все, осел, що ходив по колу (рис.3.5).

З використанням тягової сили тварин праця людини стала легшою.

Рис.3.5. Домашній млин часів Римської імперії з кінним приводом

(як тягова сила частіше використовувались осли)

3.2.2. Винаходи Архімеда

Серед досвідчених людей, що серйозно опікувались механікою, найвидатнішим був Архімед (280-роки до нашої ери) – один з найвидатніших математиків всіх часів. Розробивши теорію важеля, він фактично започаткував теоретичну механіку. Архімеда прийнято також вважати винахідником гвинтового насоса (рис.3.6). Він зробив великий вклад у розробку військової техніки.

Рис.3.6. Гвинт Архімеда, слугуючий для піднімання води

3.2.3. Винаходи Герона (близько 70х років до н.Е.)

Серед винаходів Герона особливо треба відмітити вітряк (рис.3.7). Інший винахід – найпростіша парова турбіна (рис.3.8).

Рис.3.7. Вітряк Герона, що приводив у рух водяний насос

(цілковитої впевненості в тому, що цей ескіз правильно відтворює головні особливості вітряка Герона – немає)

Рис.3.8. Примітивна парова турбіна Герона

(сила відштовхування пари, що виривається з отвору, обертає кулю)

Важливо те, що тут ми маємо справу з двома пристроями, які можна було перетворити в ефективно діючі первинні двигуни. Але для Герона це була проста забава. Поки існувало невичерпне джерело сили у вигляді рабів винахідники з привілейованих шарів суспільства не мали серйозних проявів до рішення проблеми опанування природними силами.

3.2.4. Винахід водяного колеса (на початку і століття до н.Е.)

Це колесо було винайдено племенами, що заселяли гірську місцевість на північ і схід Римської імперії.

Водяне колесо було новим кроком у розвитку техніки стосовно до механізмів, де використовувались сили природи. У даному випадку мова йде про створення машини й використання її в технологічних цілях. Багато століть застосування водяного колеса обмежувалось мукомельною справою, але зрештою воно стало головним джерелом рушійної сили, на фундаменті якого протікали початкові стадії розвитку сучасної цивілізації.

У своєму первісному вигляді водяне колесо оберталось на вертикальному валу під дією потужного потоку води, що направлявся жолобом. Проте римський винахідник Вітрувій описав у кінці першого століття до н.е. удосконалену різновидність водяного млина з вертикальним колесом і горизонтальними жорнами, пов’язаними між собою зубчастим зачепленням. Це вже нагадувало сучасний водяний млин (рис.3.9).

Рис.3.9. Водяний млин Вітрувія