Zseniális találmányok – innovatív ötletek: Epizódok az ókori technika történetéből c. új kiállításunkhoz kapcsolódóan rendszeresen mutatjuk be az interneten a technika és a tudomány kétezer éves újdonságait, és ötletet adunk arra is, hogy a vállalkozó szelleműek, hogyan válhatnak az ókor mérnökeivé. Negyedik epizódunk középpontjában: Alexandriai Hérón "autója" és más találmányai.
A Kr. u. 1. században Alexandriában munkálkodó ezermester, Hérón, akinek minden bizonnyal az ókori világ legnagyobb könyvtárában őrzött könyvek, azaz az előtte dolgozó tudósok eredményei is rendelkezésére álltak, egy egészen különleges, önmagától mozgó szerkezetet is kitalált. Ezt akár a világ első autótervének is nevezhetnénk, bár nem lehetett beleülni. Viszont „zöld” volt és „önvezető”.
A szerkezet leírása az Automata színház című könyv első részében található, amely eredeti görög nyelven fennmaradt és ma a Pneumatika című munkával egybekötve egy 1899-es kiadásban olvasható. Tulajdonképpen egy bábszínházról van szó, amely kigurult a nézők elé. Tetején kerek görög templom közepén Dionysos szobra állt, mellette kedvenc állata, egy párduc feküdt. A templom előtt oltár állt, a templom körül bacchánsnők szobrocskái. A tűz meggyulladt az oltáron, Dionysos thyrsosbotjából tejet spriccelt, poharából bort öntött, a bacchánsnők pedig dobpergés és csengőcsilingelés közepette körültáncolták a templomot. Majd Dionysos, sőt a templom tetején álló Niké szobor is megfordult és a másik oldalon álló oltáron fellobbanó áldozati tűz nyomán ugyanezt a jelenetet előadták. A mai szemmel talán giccsesnek tűnő alkotás számtalan apró szerkezetet, a pneumatika és a mechanika törvényeinek vizsgálatán alapuló kísérletet foglalt magában, amelyek közül a mi figyelmünket most csak a berendezés alapját képező „járműre” fordítjuk.
Hérón bemutatja az automata színházat (Rajz: Murakeözy Éva)
Alját egy láda képezte, amelyben egy perselyben könnyen forduló tengelyre két kerék volt felszerelve. A láda másik rövid oldalán egy harmadik kerék volt, szintén kis könnyen mozgó tengelyen. A nagy tengelyre vele együtt forgó hengert húztak, erre zsinórt tekertek fel. A láda tetején egy másik láda állt, amelynek tetejét egy súly foglalta el. A tengelyre tekert zsinórt csiga segítségével a súlyláda tetejére kellett felhúzni és végét a súlyhoz kötni. A súlyt a felső ládába töltött köles vagy mustármag tartotta. Ha a láda alján egy kis ajtót kinyitottak, a köles vagy a mustármag az alatta lévő tartályba szóródott, így a súly lesüllyedt, amely a hozzá kötött zsinórt húzta. A zsinór a tengelyről letekeredett és megforgatta a tengelyen lévő kerekeket. Ha a zsinórt rafináltabban tekerték a tengelyre, félig az egyik, félig a másik irányba, akkor a szerkezet visszafelé is ment. Sőt, Hérón olyan változatott is tervezett, ami forgómozgásra is képes volt.
Hérón „autójának” működési elve (Hérón leírása és az 1899-es kiadás képei alapján rajzolta Lajtos Tamás)
Ha azt hisszük, hogy Hérón tudását játékok készítésére pazarolta, tévedünk. Ezekkel az ötletekkel tulajdonképpen alternatív energiaforrások használatát is kipróbálta egy olyan korban, amikor az ipar és a technika főleg az emberek vagy állatok erejére támaszkodott. Az első vízimalmok, amelyek a víz erejét hasznosították is éppen csak megépültek. Hérón pedig használta a levegő kitágulását, a gőzt, sőt a szelet és a napot is.
Az előzőekben ismertetett könyveken kívül arab fordításban fennmaradt Mechanika című munkája, amely a mechanika alapjai mellett foglalkozott a csigákkal, csigasorokkal, görgőkkel, csörlőkkel, ékekkel és ezek gyakorlati alkalmazásával darukban, emelőkben, présekben. Írt könyvet a tükrökről, amelyben a sima, konvex, konkáv változatok trükk hatásaival is foglalkozott. Leírt egy szögmérésre alkalmas műszert, a dioptrát. De foglalkozott olyan igencsak gyakorlati kérdésekkel is, mint hogyan kell kiszámolni egy színházban az ülőhelyek számát, mennyi amforát lehet berakodni egy adott méretű és merülésű hajóba, mennyi tetőcserép kell egy bizonyos méretű háztetőre, vagy hogyan kell kiszámítani egy hegyen keresztül fúrt alagút irányát. Nem csoda, hogy a munkái iránti érdeklődés töretlen maradt, ennek köszönhetően másolták is azokat. Így írásai közül sok fennmaradt, azaz ma ő az, aki számunkra az ókori technikai tudás jelentős részét közvetíti. A sokoldalú, rendkívül szerteágazó érdeklődésű tudós feltételezhetően olyan lelkes olvasókra is talált, mint Leonardo da Vinci vagy Galileo Galilei.
Hogyan működik?
Automata templomajtó nyitó szerkezet
Hérón a Pneumatika könyv I. részének XXXVIII. fejezetében írta le a következő szerkezetet. Egy templom előtt oltár áll. Ha az oltáron meggyújtják a tüzet, kinyílik a templomajtó. Ha elalszik a tűz, becsukódik az ajtó.
Az oltáron keresztül kell húzni egy széles csövet, amelynek zárt teteje az oltáron belül van, alja pedig egy zárt gömbbe nyílik. A gömbbe be van forrasztva egy meghajlított cső, amelynek a másik vége egy edénybe ér. Az ajtó sarokvasai tengelyként meg vannak hosszabbítva lefelé és a templom alatt egy kis, alapozáson álló csap körül forognak. A sarokvasak köré két lánc van tekerve. Az egyik egy csigán keresztül tartja azt az edényt, amelyikbe a meghajlított cső megy. A másik irányba is rá van tekerve a sarokvasakra egy másik lánc, amihez egy csigán keresztül ólomellensúly van kötve. A gömb alakú edényt egy kis nyíláson félig feltöltik vízzel, majd bezárják. Ha meggyullad az oltáron a tűz, az oltárban lévő csőben felmelegszik a levegő, kitágul, és az oltárban lévő, vastag csövön keresztül a gömbben lévő vizet a vékony, meghajlított csövön át a felfüggesztett edénybe nyomja. A víz súlya miatt az edény lesüllyed és az ajtóvasalásra tekert láncon keresztül az ajtót kinyitja. Ha elalszik a tűz, a levegő lehűl, a felfüggesztett edényből az aljáig lenyúló meghajlított csövön keresztül a víz a gömbbe visszafolyik, a felfüggesztett edény megemelkedik, a sarokvasakra tekert lánc pedig becsukja az ajtót.
Hérón automata templomajtó nyitó szerkezete (Hérón leírása és rajza, valamint a Kotsanas Museum modellje alapján az animációt készítette: Fodor Áron)
Legyél te az ókor mérnöke!
Hérón szökőkútja
Hérón a Pneumatika című műve I. részének X. fejezetében leírt egy olyan szökőkutat, amelyben a víz magától felszökik. Egy ilyen „szobaszökőkút” modern változatának házi elkészítését az interneten találtuk meg. Modellünk elkészítésénél most mi is ezt követtük.
Szükségünk lesz 3 darab műanyag palackra, kupakkal együtt, hét szívószálra, ragasztópisztolyra, éles késre, ollóra, esetleg fúrógépre. Gyerekek kérjétek szüleitek segítségét!
Két kupakba óvatosan fúrjunk bele egy nagyobb átmérőjű lyukat, akkorát, hogy két szívószál átférjen rajta (1. kép 1). A két kupak tetejét ragasszuk össze (1. kép 2). A harmadik kupakba fúrjunk két kisebb lyukat, egy-egy szívószál számára (1. kép 3). Az egyik flakon tetejét vágjuk le, úgy, hogy egy tölcsért kapjunk (1. kép 4).
Hérón szökőkút készítése házilag, 1. kép
A másik palack aljába fúrjunk vagy vágjunk a kupaknál valamivel kisebb átmérőjű lyukat, és ragasszuk rá a kifúrt egyes kupakot (2. kép 1). A szívószálak elhajló végeit egy kivétellel vágjuk le! Ragasszuk össze a szívószálakat, úgy, hogy egy szívószál végét vágjuk kicsit be, toljuk egymásba a szívószálakat és óvatosan ragasszuk is össze őket, például szigetelő szalaggal. Készítsünk így 3 összeragasztott szívószál csövet, kb. 45, 25 és 30 cm hosszúságban. Az elhajló végű szívószál kettes elemen legyen (2. kép 2).
Szereljük össze az elemeket. Annak a palacknak a szájára, amelyik aljára egy kupakot ragasztottunk, csavarjuk rá az összeragasztott dupla kupakot, az aljára pedig a tölcsért (2. kép 2). A dupla kupakba fúrt lyukba illesszük bele a hármas szívószál elemet és a sima kettest, beállítva a megfelelő kinyúlásukat, majd ragasszuk is be őket a dupla kupak mindkét oldaláról (2. kép 3). A harmadik szívószálat is illesszük bele a tölcséren keresztül a szimpla kupakba. Ezeket a szívószálakat is óvatosan ragasszuk be, úgy, hogy ne mozogjanak, de ügyeljünk, hogy a ragasztópisztollyal ne olvasszuk meg a szívószálakat (2. kép 4).
Hérón szökőkút készítése házilag, 2. kép
Most már csak a játék maradt hátra. Állítsuk talpára a szökőkutunkat (3. kép 1). A tölcsérbe öntsünk vizet (3. kép 2). Ha a víz lefolyt az alsó palackba, fordítsuk meg az egész szerkezetet úgy, hogy a víz a középső palackba átfolyjon (3. kép 3).
Hérón szökőkút készítése házilag, 3. kép
Ezután állítsuk talpára újra az egészet és öntsünk vizet újra a tölcsérbe (4. kép 1). A felső szívószál végén felszökik a víz. A szökőkutunk működni kezd (4. kép 2). A víz addig „szökik”, ameddig a középső palackból le nem folyik az alsóba (4. kép 3).
Hérón szökőkút készítése házilag, 4. kép
Figyelem! A szerkezet csak akkor fog működni, ha nagyon pontosan dolgoztunk és mindenhol megfelelő a tömítés, ezért várjuk ki türelmesen, míg az egyes ragasztások megkötnek. Ha nem sikerült, ne csüggedjünk, próbáljuk meg újra! (Első nekifutásra mi is kudarcot vallottunk, de megéri a fáradozást.)
A szökőkutat Németh István készítette, a kísérlet leírásában is ő volt segítségemre.
A házi készítésű Hérón szökőkútja működés közben
Írta: Dr. Fényes Gabriella
Virtuális kiállításunk további részei itt találhatók.
