Архимедтің қорғаныс машинасы

Қорғаныс машинасы – екінші Пуни соғысы кезінде Сиракузаны римдіктерден қорғау кезінде Архимед қолданған соғыс машиналары.

Сипаттамасы

Грек тарихшысы Полибийдің шығармаларынан Архимедтің қорғаныс машинасының сипаттамаларын көруге болады.

1. Машина қозғалмалы болған. Полибийдің жазуынша ол қабырға артына жасырулы тұрып, қажет кезде шығарылып отырған.
2. Машинада тіке біліктен айнала қозғала алатын көрсеткіш тұрба бар. («Жүргізуші машинаны кеме рулімен басқарғандай оңға – солға бұра алады...» – Полибий жазбасында)
3. Бұл көрсеткіш көлденең біліктен де айнала алады. («Жүргізуші мұнымен кеменің тұмсығын қармап алып, жоғары көтеріп, қайта төмен түсіріп жіберді...» – Полибий жазбасында)
4. Бұл – қазіргі кеме порттарындағы крандар сияқты машинаның негізгі бөлігінде қосымша көмекші құрал бар деген сөз.

Техникалық сипаттамалары

Машинаның техникалық сипаттамалары оның көтеретін кемесінің өлшемі мен салмағына байланысты. Ежелгі кемелердің негізгі түрлері мынадай болған: галереялар болды (бір деңгейлі палубасыз кемелер), триремалар (үш қатар ескектері бар кемелер) және пентерлер (бес деңгейлі ескектермен). Галереялар шамамен 80 адамнан тұратын команданы алып жүрді және 100 тоннаға дейін жүк тиеді. Трирема командасы шамамен 200 адамнан тұрды және олардың  тиейтін жүгі 200 тоннадан асты, бұл – дәуірдегі әскери кеменің ең көп тараған түрі болды. Ақырында, пентерлердің салмағы 500 тонна болды және олар 350-400 адамнан тұратын экипажды құрады.

Ал мұндай көлемдегі және мұндай салмақтағы ауыр жүкті көтеру мүмкіндігі күдік келтіреді. Ондай жүкті көтеру үшін машинаның жүк көтергіштігі жүздеген тоннаға жетуі керек.

Полибийдің жазбалары бойынша Архимед машиналары кемені көтермеген, тек аударып тастап отырған. Ал бұл үшін кеме салмағынан азырақ күш болса жеткілікті. Кеменің артқы жағын немесе ескек есу люктерінің бір бөлігін суға батыру үшін кеменің тұмсығын көтеру жеткілікті болды. Су кіріп, кеме біртіндеп суға бата бастайды да, өздігінен аударылады. Есептеулер бұл үшін кеме салмағының 10%-на тең күш болса жеткілікті. Архимед машинасының жүк көтергіштігі 10-15 тоннадай болған, демек мұндай жұмыс атқаратын машина жасау сол кезеңнің өзінде толығымен шешілетін мәселе еді.     

Машинаның мүмкін болатын сызбалары

1-сурет. Архимедтің қорғаныс машинасының мүмкін схемалары

1-суретте Архимед машинасының мүмкін болатын сызбалары көрсетілген: 1 – бір тұтқалы қолы бар машина, 2 – қосымша тұтқалы қолы бар машина. 3-ші нұсқада өзгермелі жүктемені теңестіру үшін арқалық бойымен жылжытуға болатын қарсы салмақ қарастырылады. 4-ші нұсқада көрсеткіш тұрбаның артқы ұшы жерге орнатылған якорьге тартылады және бұл жағдайда машинаның негізгі бөлігі жүк салғанда аударылып кетпейді.

Барлық нұсқалаларда машинаның табаны көрсеткіш тұрбаның ұшына бекітілген. Ауырлық центрінің сипаттамасын біле отырып, Архимед тұмсықтың айналу осін оның ауырлық центрімен біріктіріп, негізгі көрсеткіш тұрбаны оның табанымен біріктірді де, екеуін теңестіре алады. Бұл ретте көрсеткіш тұрба қандай жағдайда тұрсада тепе – теңдік сақталады. Ал бұл машинаны басқарудың тиімділігі үшін өте маңызды. Себебі, мұндай тепе-теңдіксіз жүктеме салмағы бірнеше тоннаны құрайтын көрсеткіш тұрбаны басқару мүмкін болмаған болар еді. Ал Полибий жазбасында машинаны бір жүргізуші басқарғандығы айтылған. Демек, бұл машинаның жұмыс істеуінде ауырлық центрі теориясы мен иіндік заңының қолданылуын терең білу жатыр.

2-сурет. Архимедтің қорғаныс машинасы

3-сурет. Архимед қорғаныс машинасының мүмкін болатын жұмыс жасау схемасы

2-суретте Архимед машинасының мүмкін түрі бейнеленген. Мұндағы детальдарға тоқталып кетер болсақ, 1 – «темір табан», 2 – көмекші тұрба, 3 – көмекші тұрбаның қарсы салмағы, 4 – негізгі тұрба; 5 – айналмалы дренаж; 6 – негізгі қарсы салмақ, 7 – шынжырлы көтергіштер, 8 – якорь.

3-суретте машинаның мүмкін болатын жұмыс жасау сызбасы көрсетілген. 3а-суретте снарядты жау кемесіне лақтыруға дайын машина бейнеленсе, 3б, 3в, 3г-суреттерде кемені «темір табандармен» басып алу және оны құлату сәттері бейнеленген. Яғни, а – жау кемесін басып алуға дайын тұрған машина, в – кемені аудару сәті, б – кемені басып алу уақыты, г – «темір табанның» машинадан ажыраған сәті .

4-сурет. Архимедтің "темір табандары"

Ал көрсеткіш тұрба ұшындағы кемені қармап алатын темір табандар кене мен ілмектердің механикалық түрі болып табылады. Бұл «темір табандардың» мүмкін конструкциясының түрі 4-суретте берілген.

Архимедтің «темір табандары» қазіргі монипулятор мен крандардың түп төркіні және сол кезеңдегі бірегей машина болды. Архимедке дейін де, кейін де ондай қорғаныс машинасын ешкім қолданған жоқ.

Дереккөздер

1. С.В.Житомирский, Архимед Москва «Просвещение», 1981 ж, 44-46 бет

2. Ришард Собесяк, Шеренга великих физиков Варшава «Наша Ксенгарня»,1981 ж, 9-11 бет