Три иллюстрации, чтобы понять водяное колесо‑барабан — это автоматическая оросительная ...
Три иллюстрации, чтобы понять водяное колесо‑барабан — это автоматическая оросительная установка. Часть 1 Представь, что ты попал в прошлое и тебе поручили поливать поля. Глядя на бескрайние посевы и на два деревянных ведра в руках, у тебя уже подкашиваются ноги. И тут с берега реки доносится скрип‑скрип. Ты поднимаешь голову и видишь огромное колесо, которое вращается само по себе. По окружности колеса закреплены бамбуковые трубки: опускаясь вниз, они набирают воду, поднимаясь вверх — выливают её, и вода по желобу стекает на поля. Никто не толкает колесо, никто не топчет его ногами. Ты стоишь с ведрами в руках и думаешь только об одном: кто же это изобрёл, наверное, он тоже не любил носить воду вёдрами. Это и есть водяное колесо‑барабан — полностью автоматическое оросительное устройство древности. Оно не потребляет ни топлива, ни электричества, не нужно его кормить. Пока течёт река — оно продолжает работать. Рисунок 1: Устройство конструкции Конструкция настолько простая, что ты мог бы её построить сам. Большое колесо диаметром от нескольких до десятка метров устанавливают вертикально на берегу реки. В центре колеса находится ось, она закреплена на деревянных опорах, благодаря чему колесо свободно вращается. По краю колеса закреплен круг бамбуковых трубок, их отверстия направлены под углом в одну сторону. На внешней части колеса есть лопасти, на которые набегает поток воды. Рядом на высоте размещают отводящий желоб, его вход находится точно над верхней точкой колеса. От желоба отходят каналы, ведущие прямо на поля. Вот и все детали: нет шестерёнок, ремней и винтов. Колесо отвечает за вращение, бамбуковые трубки — за забор воды, желоб принимает вылитую воду, а опоры держат всю конструкцию целой. Как же оно работает? Поток реки ударяет по лопастям в нижней части колеса. Кинетическая энергия воды заставляет колесо крутиться. Вместе с ним движутся и бамбуковые трубки. Достигнув самой низкой точки, отверстие трубки поворачивается вверх, и она наполняется водой. При подъёме трубка наклоняется, отверстие смотрит вниз, и вода выливается из неё прямо в отводящий желоб. Благодаря уклону желоба вода стекает дальше по каналам на поля. Весь процесс полностью без участия человека: вода крутит колесо, колесо двигает трубки, они наполняются и опустошаются, а вода попадает на поля. Колесо делает один оборот за другим, работает днём и ночью. Рисунок 2: Физика принципа работы Может возникнуть вопрос: почему оно вращается само, без толчков людей? Всё из‑за течения реки. Движущаяся вода обладает энергией, именно она приводит механизм в движение. Колесо поднимает воду с низкого уровня на высокий. По сути, это преобразователь энергии: кинетическая энергия потока превращается в потенциальную энергию поднятой воды. Работу по подъёму воды совершает не человек, а река, мы только используем её силу. Объём поднимаемой воды напрямую зависит от скорости и расхода реки. Чем быстрее и полноводнее река — тем быстрее крутится колесо и тем больше воды оно подаёт. Если течение слишком медленное — колесо остановится, и механизм станет бесполезным. Именно поэтому такие установки строили преимущественно на быстрых реках. Есть один важный нюанс: угол наклона бамбуковых трубок. Их отверстия не должны смотреть строго вверх или вниз, только под наклоном. От этого угла зависит момент наполнения и опорожнения трубки. При неверном креплении трубка не наполнится внизу или не выльет всю воду наверху. Древние мастера не знали гидродинамики, но за сотни лет проб и ошибок подобрали идеальный угол, в котором скрывается математика. Продолжение здесь #Китай #древниеизобретения #простыетехнологии #изобретения #технологии #древниеизобретения