Невероятни инженерни методи от древността – руините на древните цивилизации доказват съществуването на култури, отминали хиляди години, които въпреки това са съперници на нашата в много аспекти. Да вземем за пример Римския Колизеум. Това е само една от многото такива арени, които са намерени в Римската империя в различни размери и в зависимост от местното население.
Както и днес, големите звезди на арената – гладиаторите, борците, колесниците и другите участници са станали звезди, така или иначе, преди да се представят пред императора в Рим. Доста умни инженери и архитекти са построили арените, големите градове и пътищата, които са ги свързвали.
Древните инженери са използвали различни източници на движеща сила, за да създадат инструменти за оформяне на метали и камък, да пренасочват водата и да промянят пейзажа. Когато древните гърци за пръв път се сблъсквали с Великите пирамиди в Египет, паметниците са били вече на хиляди години, както и техниките, използвани за изграждането им.
Гърците възприели египетските техники, подобрявайки ги, а по-късно римляните усъвършенствали технологиите на гърците. Инженерите са проектирали и построили обществени сгради, пътища, храмове, оръжия и всички важни артерии на своите цивилизации. Сега ще разгледаме десет интересни древни инженерни метода и постижения.
10. Винтови помпи за напояване и минно дело
На гръцкия математик Архимед се приписва изобретяването на винтовата помпа, въпреки че доказателствата сочат, че той е срещнал устройството в Египет и е подобрил дизайна му. Древните египтяни са използвали винтова помпа, която се е състояла от цилиндър и спираловидна тръба. Друг дизайн включвал спираловиден жлеб във външната стена на цилиндъра, покрит с кожа или дърво.
Когато се върти във вода, винтовата помпа премества водата от източника на друго ниво. Цилиндрите се въртели чрез движеща сила, осигурявана от мъже или впрегатни животни. Архимед подобрил помпата чрез издълбаване на цилиндъра и поставяне на винт вътре, позволявайки прехвърляне на по-голямо количество вода, както и изпомпване на зърно, пясък и други видове материали.
Винтовата помпа позволява на водата да се противопоставя на принципа, че течностите търсят собственото си ниво. Водата, издигната на по-големи височини, може да се използва за напояване, за пиене, за задвижване на водни колела. Може да се отклони и да се върне надолу, отмивайки почвата и скалите на хълм чрез ерозия, в древна форма на хидравлично копаене. Гърците са използвали въртящи се камъни, задвижвани от водна сила, за да оформят металите.
Те също така разработили водни триони, използвани за рязане на мрамор и дърво, за смачкване на камъни и за заточване на длета и други инструменти, използвани от войниците и строителите в различните им занимания. Винтовата помпа остава важна и често прилагана технология в съвременния свят, използвана за изпомпване на течности и газове в различни приложения.
9. Подвижни обсадни кули – невероятни инженерни методи от древността
Тъжен коментар за историята на човечеството за това, че войната е основната причина за инженерните иновации. Древните цивилизации са използвали възможно най-иновативните неща, за да спечелят предимство пред враговете си. В древния свят експлозиви и оръдия не са съществували, затова превземането на укрепени позиции и градове е плашеща задача. Ето защо повечето градове са се ограждали със стени, на които се поставяло различен вид защита срещу нападателите.
Нарушаването или преодоляването на защитните стени се превръщало в цел на нападателните операции по време на война. Стигнало се е до момента, в който древните инженери са разработили „обсадни машини“ – високи, неподвижни или подвижни кули. Те позволявали на нападателите да се приближават до стените и да стрелят с оръжията си над тях, както и да позволяват на войските да се движат напред.
Най-често, инженерите строели кулите в близост до мястото на евентуалното им използване. Изработени предимно от дърво, кулите, които можели да достигнат височината на няколко етажа,като били покрити с незапалим материал, ако е имало такъв. Те са били задвижвани от хора (най-често роби или затворници) и впрегатни животни. Обсадните машини се появяват в целия древен свят.
За да се противопоставят на тях, военните инженери разработили концепцията за наводняващ се канал около укрепените райони. Най-големата известна обсадна машина от древността, Хелеполис (Превземача на градове), претърпял поражение при обсадата на Родос, когато ровът му попречил да достигне до стените на този град през 305 г. пр. н. е.
8. Римски бетон
Историците смятат, че римският бетон се е открил в първоначалния си вариант някъде през 1-ви век сл. н. е. Трайността му е една от причините, поради които много от римските структури са оцелели през вековете. Въпреки че съществуват няколко различни смеси от римски бетон, като гипса и негасената вар се използват като свързващи вещества, римските инженери започват да използват вулканична пепел, наречена пуцолана (пуцоланов цимент).
Бетонът, направен с вулканични остатъци, е устойчив на напукване и за разлика от повечето съвременни бетони днес е непроницаем за повреди от солена вода. Потопен в солена вода, римският бетон развива кристализирана структура, която служи като бариера за проникване. Римският морски бетон, използван за изграждане на кейове и други крайбрежни конструкции, се счита за един от най-трайните строителни материали, създавани някога.
Римският бетон съдържа по-груби инертни материали от съвременния си колега, което го прави по-малко течен от днешната версия. Изградените от него сгради обикновено са били облицовани с плочки, стенописи, тухли или мазилки. Превъзходната якост на бетона позволявало иновативни приложения, включително куполния покрив, който осигурявал сгради с много по-отворени вътрешни пространства поради използването на по-малко опорни колони вътре. Римските инженери продължават да експериментират и подобряват различните си бетонови смеси през вековете, в крайна сметка създавайки морска смес, която за 2000 години има съвсем малко признаци на износване.
Днес многобройни строителни компании и общности в Северна Америка и Европа изучават древноримските бетонни смеси. Те са лесни за производство, имат по-нисък въглероден отпечатък и са очевидно по-трайни.
7. Римско хидравлично копаене – невероятни инженерни методи от древността
Римските минни инженери използвали комбинация от хидравлична мощност и огън за разработване на повърхностни мини. Водата, необходима за мините, обикновено идвала на площадката с акведукт, от който миньорите я насочвали директно в скалата. За да се създаде налягане, се създавало гравитация чрез повишаването на водата. Това ставало чрез използване на водно колело, задвижвано от роби или животни. В някои случаи се прилагали и винтовите помпи. Преди да насочат потока на водата с частично налягане срещу скалата, самата скала е била нагрявана с големи огньове. Топлината отслабвала скалата чрез разширяване на пукнатините, които след това се разпадали при удара от водата.
По този начин римските хидравлични мини били големи и оживени търговски центрове. Множеството машини за повишаване нивото на водата, изисквали големи обори за подслон на добитъка и робите. Останки от няколко римски хидравлични мини са разпръснати из земите, които някога са формирали Римската империя. От Лас Медулас в съвременна Испания до руините на Долаукоти в камбрийските планини на Уелс. Последните са използвали акведукти за транспортиране на вода от близката река Коти до площадката, където тя се е държала в резервоари за съхранение, докато се използвала в бъдеще от миньорите.
6. Барбегалската римска мелница
На север от френския град Арл се намират останките от някогашния най-голям индустриален комплекс в древния свят. Римските инженери са използвали вода, предоставена от акведукти, както за обслужване на древното селище Арелат, така и за захранване на поредица от каскадни мелници. Построени по протежение на планината, шестнадесет мелници стоели в успоредни линии по осем, изглеждащи като стъпала. Водата от най-горните мелници, захранвана от акведукта, се спускала до следващата, след това до следващата, докато накрая се събирала в басейн в основата на планината. Мелниците в Бербегал започват да работят през първи век сл. н. е. Като в своя пик произвеждали около 4-5 тона брашно на ден.
Има доказателства, че римските инженери са построили подобни комплекси в Яникулума, хълма точно пред Рим, и в Амида в днешна Турция. Руините на комплекса Барбегал са най-пълни и позволяват на археолозите и историците, както и на инженерите, да получат по-добро разбиране за въздействието на древноримските инженери върху тяхното общество. Някои предполагат, че мелниците в Барбегал, когато не са били необходими за смилане на брашно, са били превърнати в дъскорезници. Останките от други римски водни мелници могат да бъдат намерени в района, известен някога като Римската империя. Смята се, че някои дори са били използвани за подхранване на огъня в ковашките занаяти през 2-ри век.
5. Вертикалното водно колело
Най-старият известен тип вертикално монтирано водно колело е подводното водно колело. То е често използвано от древните гърци и е модифицирано за други цели от римляните. Римските инженери са проектирали и изработили водни колела за множество приложения. Те включват производството на храна в мелницата и за експлоатация на мощни пробивни и резачни инструменти. А също така за обезводняване на подземните мини, наред с много други приложения. Римските военни инженери експериментирали с използването на водни колела за задвижване на кораби, премахвайки греблата на техните камбузи и използвайки робите да задвижват колелата вместо това. Към днешна дата не е открит такъв плавателен съд.
В медните мини в Испания, съвременните миньори открили руините на каскаден набор от водни колела, построени и използвани от римски инженери за обезводняване на мината. Шестнадесетте колела вдигали вода от шахтата на приблизително 24 метра. Водните колела били построени от римските инженери в цяла Европа и Северна Африка. За тези, които вярват, че древните цивилизации са нямали мощни инструменти – ето нещо. Инструментите, задвижвани с вода, са използвани за изкопни работи, рязане и трошене на камък, напояване, рязане на дърво и мрамор и производство на храна.
Изгубени във времето велики исторически места – Топ 10 класация
4. Сегментната арка – невероятни инженерни методи от древността
Използването на арката за пренасяне на товари в строителството е доста преди римляните. Независимо от това, както и в други области, римските инженери адаптират това, което е преди тях и го подобряват, за да отговорят на техните нужди. Сегментната арка е конкретен пример. Тя съдържа кръгова дъга под 180 градуса. Когато е издигната на височина, равна на 1/8 от обхвата, над който се извисява, сегментната арка се противопоставя на натиска надолу, без да е необходима допълнителна структурна опора. Първото известно използване на сегментната арка е от римски инженери, при изграждането на Pont Saint Martin – мост в италианската долина Аоста. Римляните построили моста около 25-та г. пр. н. е. Изграден от камък и бетон, той все още е там на своето място до ден днешен.
Римляните също широко използват заоблени арки, които стават известни като римска арка. Днес се виждат в стените на Колизеума, стоящите акведукти и други римски руини. Римските инженери поставят серия от арки една до друга, известни като аркади, и изграждат аркади една върху друга, изграждайки акведукти, виадукти и мостове. Използвали са ги и за подпомагане на покривите на големите сгради. Днес римският инженерен метод за използване на арката за поддържане на архитектурни напрежения и товари е видим в цяла Европа и Северна Африка. Както заоблената арка, така и сегментната арка се използват и до днес от строителните инженери.
3. Понтонни мостове
Както беше отбелязано по-рано, военната необходимост често е тласък за инженерните изобретения. Необходимостта от бързо осъществяване на пресичане над воден обект, или за да се настъпи срещу враг, диктува развитието на понтонния мост. Тези видове мостове са достатъчно проста концепция. Плаващите устройства, известни като понтони, се връзват един по един, докато преминават през водата, като най-близкият до брега понтон е здраво закотвен към брега.
Настилката за стъпване, често просто дъски, са положени през понтоните, което позволява преминаване към другата страна. Разглобяването е обратното на сглобяването. Древните инженери са разработили използването на понтонни мостове до високо изкуство, като те са били използвани от древните китайци, гърци, персийци, асирийци и други.
През 480 г. пр. н. е. Ксеркс използвал понтонни мостове, за да премине през Хелеспонт, следван от най-голямата армия, виждана дотогава. Юлий Цезар разчитал на тях в Галия по време на кампаниите си. Те са инженерна разработка, издържала изпитанието на времето. По време на Наполеоновите войни, Американската гражданска война и движението из Европа през Втората световна война, понтонните мостове носят войски, техника и дори бронирани колони. През цялата история към тях се прибягва както във военно време, така и при природни бедствия като средство за бързо преминаване на водни препятствия.
2. Римските пътища – невероятни инженерни методи от древността
Пътищата са съществували много преди римляните, обикновено като криволичещи пътеки, създадени от утъпкването на много хора и животни. Когато пътят се сблъска с препятствие, той обикновено се отдалечава, търсейки средства за заобикаляне. Римските инженери променили това завинаги. Римляните са построили пътища, предназначени да издържат, а някои са били построени толкова добре, че все още се използват и до днес. Римските инженери проектирали пътища, за да стигнат колкото се може по-бързо там, където искат. По този начин препятствията били преодолени, а не избегнати. Вместо да заобикалят едно блато, те построили пътека през него, ако то се окажело обширно за отводняване. Планините били осеяни с тунели, горите изчистени, а дълбоките дерета и реки – изпълнени с мостове.
Самите пътища, поне най-големите, са проектирани така, че да издържат дълго време. Римските инженери са построили 29 основни магистрали, идващи от Рим, а те се захранвали от по-малки локални пътища. Римските магистрали са били настилани с камъни, с централна висока точка за улесняване на отводняването, а покрай тях са минавали дренажните канали и пешеходните пътеки. До II век сл. н. е. над 400 000 километра павирани пътища се простирали в цялата Римска империя – огромно инженерно постижение. Днес хиляди километри пътища следват маршрутите, построени от римляните, често изградени непосредствено над древните им колеги. В много случаи настилката, поставена от римляните, все още се използва от хората на 21-ви век.
1. Kуполните публични пространства
Днес в целият свят куполите символизират величие и мощ. Те се използват в правителствени сгради, църкви и големи обществени пространства. Те са предпочитани, тъй като куполният покрив позволява широки, отворени пространства вътре, с гледки без препятствия или поддържащи колони, носещи товара на покрива. Римските инженери разработили концепцията. Използвайки превъзходния бетон, разработен от техните инженери, римляните построили куполи, които определяли и все още определят използването на формата в архитектурата. Едно от най-известните и трайни приложения на концепцията е Пантеонът, построен за първи път по времето на Август и възстановен с римски бетон при император Адриан, завършен около 126 г. сл. н. е.
Бетонният купол на Пантеона е касиран, съдържащ хлътнали вътрешни правоъгълни панели с постепенно намаляващ размер, които добавят впечатлението за височина. Разстоянието от върха до пода е същото като диаметъра на купола, което означава, че в неговите размери може да бъде зададен перфектен глобус. Както при всички инженерни постижения на древните цивилизации, той е проектиран без използването на математически помощни средства като компютри, калкулатори или сложни архитектурни програми. Самият купол тежи над 4300 тона. Той остава най-големият в света неармиран бетонен купол. Това е и единственият древен купол в света, който все още е цял без съвременна намеса. Пантеонът, сега католическа църква, е наистина епична почит към древното инженерство.
С това завършваме днешната ни тема за 10 невероятни инженерни методи от древността. Дано да сте обогатили вашите знания!
Следете ни в нашата Фейсбук страница за още интересни класации!
Споделете с вашите приятели в социалните мрежи:
Източник и снимки: toptenz.net
