Анатолий Бернацкий – 100 великих технических достижений древности (страница 5)
Но реальна ли эта история? Именно это и пытаются установить исследователи начиная со времен Возрождения. Так, в начале XVII века двое известных ученых – астроном И. Кеплер и физик Р. Декарт, проанализировав события с якобы сожженными с помощью зеркал кораблями, пришли к выводу, что рассказ об этом событии – вымысел.
Однако в 1747 году известный французский натуралист Ж. Бюффон, используя устройство, аналогичное зеркалу Архимеда, но состоящее из 168 плоских зеркал общей площадью 5,82 квадратных метра, смог воспламенить дерево с расстояния 50 метров. Этот эксперимент ученый описал в трактате «Изобретение зеркал для воспламенения предметов на больших расстояниях». Более того, Бюффон даже рассчитал, сколько потребуется зеркал, чтобы поджечь те или иные предметы или вещества. Например, для мелких объектов понадобится 12 зеркал, для того, чтобы расплавить олово, – 15, а лист серебра – 117 зеркал.
Да и некоторые современные исследователи полагают, что великий Архимед и впрямь мог с помощью зеркал уничтожить флот противника. И они пытаются доказать это, создавая аналогичные конструкции с помощью средств, которые были доступны знаменитому греку.
Так, в 1973 году греческий ученый Иоанис Сакас попытался повторить опыт Архимеда. Сделал же он это на военно-морской базе за пределами Афин. Для эксперимента было использовано 70 зеркал, покрытых бронзой, каждое размером метр на полтора. Сфокусированный ими свет с расстояния 50 метров был направлен на деревянный макет римского судна, покрытого смолой. И спустя примерно три минуты корабль вспыхнул…
А в октябре 2005 года опыт повторили студенты Массачусетского технологического института. В этом эксперименте они использовали 127 однофутовых (1 фут=30 сантиметра) квадратных зеркальных плиток. Они были сориентированы на макет деревянного корабля, расположенного в тридцати метрах от устройства. И судно загорелось. Тем не менее эти эксперименты так и не разрешили загадку зеркал Архимеда.
Паровая пушка Архимеда
Впрочем, ряд исследователей считает, что при защите Сиракуз от римского флота Архимед использовал не зеркала, которые якобы могли поджечь корабли римского флота, а паровую пушку и зажигательные снаряды.
Причем не только исторические свидетельства, но и выкладки и расчёты инженеров говорят в пользу того, что под Сиракузами греки и впрямь использовали такие устройства. Они могли выстреливать ядрами из глины, которые были заполнены зажигательной смесью. Причем снаряд мог преодолеть расстояние 150 метров и точно попасть на корабль противника.
Само же устройство было довольно простым: медную трубу с шаром внутри сначала нагревали до каления, а затем в нее подавали немного воды – около 30 граммов. При высокой температуре жидкость мгновенно испарялась, и шар под огромным давлением выталкивался из ствола пушки и летел в сторону судов неприятеля. На палубе корабля глиняный шар взрывался, разбрызгивая вокруг горючие вещества. Естественно, на судне вспыхивал пожар.
О реальном существовании паровой пушки Архимеда споры не утихают и по настоящее время. И те, кто полагает, что она и впрямь использовалась греками под Сиракузами, в пользу своей точки зрения приводят ряд доводов.
Так, это устройство упоминается в ряде исторических хроник. Например, косвенные доказательства реальности паровой пушки сообщает древнегреческий философ и историк Плутарх. В одной из своих книг он, описывая битву при Сиракузах, заостряет внимание на том моменте, когда греки шокировали римлян своим ужасным оружием, напоминавшим «удлинённую трубу», выстреливавшую в противника ядрами. Далее Плутарх рассказывает, как в какой-то момент римляне ринулись к стене, где находилась пушка, чтобы захватить ее. И греко-римский врач и философ Гален также упоминал некое устройство, которое использовалось греками против римского флота. При этом в тексте нет упоминаний о «пылающем зеркале».
В свою очередь, великий итальянец Леонардо да Винчи в своих дневниках оставил не только размышления о паровой пушке, но и эскизы своего варианта этого оружия. Причем он настоятельно подчеркивал античное происхождение идеи.
И уже в наше время греческий инженер Иоаннис Сакас решил проверить эти сведения в эксперименте. Энтузиасты вместе с Сакасом из клена выточили ствол орудия длиной 33 сантиметра и обмотали веревками. А ядра, размером с яблоко, изготовили из бетона. Затем к задней части пушки прикрепили медный котел, подающие трубки и клапаны.
И вот на берегу моря Сакас и его помощники на костре нагрели пустой котел до 400 градусов Цельсия, а затем через узкое отверстие залили в него воду. Жидкость моментально испарилась, и пар через систему трубок попал в казенную часть ствола. После замеров выяснилось, что ядро пролетело 30 метров. При последующих выстрелах удавалось достичь даже 40-метровой отметки.
А итальянский инженер-механик из университета Неаполя Чезаре Росси, проведя расчеты, доказал, что паровые пушки могли выстреливать ядрами весом примерно 6 килограммов со скоростью около 60 метров в секунду. Эти устройства, скорее всего, использовались для обстрела пехоты или кораблей с расстояния приблизительно 150 метров.
Группа исследователей из Массачусетского технологического института также собрала рабочую модель пушки Архимеда, основываясь на ее описаниях в исторических хрониках. Ученые подсчитали, что 450-граммовый металлический снаряд, выпущенный из пушки, обладал кинетической энергией, которая позволяла ему пролететь расстояние 1200 метров.
К тому же пушка Архимеда характеризовалась отменной прицельностью и лёгкостью наводки. После того как канонир выстреливал в неприятеля пробным ядром, он уже мог наводить прицел, используя знания геометрии Архимеда.
Кто изобрел порох?
О порохе слышал каждый. И, скорее всего, большинство людей имеют хотя бы приблизительное о нем представление. По крайней мере, знают, что это – легко воспламеняющаяся взрывчатая смесь. Но вот смесь каких веществ, скажет не всякий. А ведь в его состав входят всего три вещества: измельченные частицы угля, серы и селитры. И когда происходит нагревание этого состава, первой (при температуре 250 градусов) загорается сера, которая поджигает селитру. Когда же температура достигает примерно 300 градусов, селитра начинает выделять кислород, что приводит к окислению и сжиганию веществ, находящихся в смеси с ней. Уголь же является тем топливом, которое выделяет значительный объем газов с высокой температуры. Именно они при расширении создают огромное давление и, как следствие, приводят к взрыву.
Когда же разговор заходит об изобретении пороха, то обычно пальму первенства отдают китайцам и индусам. А некоторые исследователи даже указывают, что произошло это событие за полторы тысячи лет до нашей эры. Какие же аргументы выдвигаются в пользу этой версии?
Во-первых, основной составляющей пороха является селитра. А она часто встречалась на территории Древнего Китая. А в районах, изобиловавших щелочами, она попадалась в виде самородков и походила на снежные хлопья. И, конечно же, китайцы могли замечать, как при горении селитры с углем возникали вспышки.
Во-вторых, существуют убедительные доказательства того, что селитра и сера в различных комбинациях издревле использовалась китайскими целителями для приготовления различных лекарств. Например, селитру смешивали с медом и поджигали. В результате образовывался «лечебный» дым. Также китайцы применяли порох для производства фейерверков, которые использовали в качестве развлечения на праздниках. Впервые же рецепт приготовления горючей смеси из селитры, серы и угля (полученного из бамбуковых опилок) описан в древнем китайском трактате I века н. э.
Казалось бы, с изобретением пороха все более-менее ясно. Но если копнуться в глубь проблемы, то выяснятся весьма любопытные обстоятельства. Оказывается, селитры в Китае нет! По крайней мере, в необходимых для производства пороха объемах. Правда, кое-где в долине Ганга в жаркое время года она порой из земли выпревает. Да и только. А вот в некоторых местах на острове Цейлон ее содержание в почве достигает 2–8 %. Но Цейлон – это не ближний свет! К тому же калиевая селитра, необходимая для изготовления стабильных составов, встречается особенно редко – лишь в Индии и Чили. Вот такая история с изобретением пороха. Так что еще неизвестно, кто изобрел порох: индийцы, китайцы, арабы или европейцы.
Огнеметы древнего мира
30 июля 1915 года. Из-за горизонта медленно и величественно выплывает яркий диск солнца. Округа оглашается беззаботным пением птиц. Именно в эти минуты английские солдаты были потрясены невероятным зрелищем: со стороны немецких позиций неожиданно поднялись огромные языки пламени и с устрашающим свистом и шипением устремились на окопы англичан. «Совершенно неожиданно первые линии войск на фронте были охвачены пламенем, – с ужасом рассказывал очевидец тех событий. – Не было видно, откуда появился огонь. Солдат как будто окружило неистово крутящееся пламя, которое сопровождалось громким ревом и густыми облаками черного дыма; то здесь, то там в окопы или траншеи падали капли кипящего масла. Крики и вой потрясали воздух. Бросая оружие, английская пехота в панике бежала в тыл, без единого выстрела оставив свои позиции». Таким был дебют на полях будущих битв современных огнеметов – оружия, поражающего противника высокотемпературным пламенем.