Массачусетские архимеды сожгли триеру римлян светом солнца
На протяжении осады Сиракуз в 212 году до нэ Архимед выстроил «зажигательное стекло», стёршее с лица земли вражеские суда, стоящие на якоре. Эта легенда много раз опровергалась. Но профессора и студенты Массачусетского технологического университета, никак не смутившись прошлыми неудачами, уничтожили-таки «римский флот».
Опыт по воспроизведению «лучей смерти» Архимеда, совершённый 4 октября в Массачусетском технологическом (MIT), нельзя назвать неповторимым, но, без сомнений, он заслуживает описания. Как первый успешный.
Исторические источники не дают безукоризненного описания того, что однако сделал Архимед, а на некоторых древних картинах возможно кроме того встретить что-то напоминающее огромное параболическое зеркало (чуть ли существовавшее во времена Архимеда).
Большая часть учёных склоняется к версии, что, в случае если этот эпизод и имел место в действительности, то Архимед применил множество маленьких зеркал, солнечные зайчики от которых защитники обречённого города синхронно направляли в одну точку.
В то время, когда учители MIT совместно со студентами из 2.009 — Product Engineering Processes задумали воспроизвести сожжение римского флота, они решили пойти как раз по этому пути.
Оружие Архимеда. Настенная роспись во Флоренции (иллюстрация willthomas.net).
Несколько слов о «2.009» – это инженерный курс, сочетающий лекции с постоянными практическими работами по построению всякой всячины: лабораторных прототипов и установок разнообразных автомобилей, для проверки в деле – что и как трудится и, разумеется, увеличения навыков студентов. Исторические реконструкции 2.009 кроме этого проводит не первый раз.
Нужно заявить, что таковой опыт ставили и в других местах. Но вправду успешных – ещё не было.
К тому же, многие инженеры, чуть ли не на пальцах, обосновывали – уничтожить флот Архимед не имел возможности, приводя расчёты зеркал из полированной латуни (такие щиты, быть может, имели возможность послужить базой для нового оружия), расчёты сходимости пучков и другие теоретические обоснования.
Первый опыт не удался (фото с сайта web.mit.edu).
В MIT решили. Для начала на лужайке поставили плоское зеркало, площадью 0,1 квадратного метра, а на расстоянии 30 метров — мишень. Возможно принять условно, что это было «в пределах полёта стрелы», как показывают диспозицию вражеских судов источники.
Это зеркало дало солнечный зайчик площадью 0,3-0,4 квадрата (потому, что Солнце не есть точечным источником света).
Оценив приблизительно световой поток, экспериментаторы закупили 129 квадратных зеркальных плиток со стороной приблизительно 30 сантиметров, каковые должны были стереть с лица земли «римское судно» – древесную модель чуть больше 3 метров длиной.
Что-то не так… (фото с сайта web.mit.edu).
Макет данный был выполнен из досок красного дуба, толщиной 2,54 сантиметра. В MIT отмечают, что красный дуб был использован в одном из неудачных опытов их предшественников, но, римские суда в полной мере могли быть сделаны (борта, по крайней мере) из кедра либо кипариса, каковые загораются легче, чем дуб.
Так что американцы сознательно усложнили себе задачу, дабы убедиться точно – «лазер» Архимеда мог быть настоящим.
«Судно», кстати, покрыли восковым составом, что, предположительно, был подобен покрытию римских кораблей ВМФ. Позднее экспериментаторы убедились, что это покрытие не оказало влияние на воспламеняемость дерева — ни в лучшую, ни в нехорошую сторону.
Первая попытка сжечь цель была предпринята 30 сентября 2005 года, и она благополучно провалилась.
Начать с того, что студенты, профессора и аспиранты MIT продемонстрировали неважную слаженность в направлении собственных зеркал. Зайчики бегали по судну и никак не желали соединяться в одно пятно. Греческие воины, разумеется, были более дисциплинированы.
Но ещё и погода не помогала опыту – лёгкая облачность снизила поток дешёвой «мощности». Тогда «установку» разобрали и перенесли с лужайки на крышу одного из гаражей MIT.
Нет, не «поближе» к Солнцу. Легко в том месте её возможно было продолжительно не трогать, ждя солнечного дня. Такой наступил 4 октября.
Вторая попытка (фото с сайта web.mit.edu).
В этом случае тактику поменяли. Зеркала направляли относительно маленькое число человек. Но они придумали вот что.
Во-первых, в центре дуги из зеркал (поставленных на скамьи) разместили одно зеркало, дававшее солнечный зайчик в форме X. Это был «прицел».
Во-вторых, все зеркала завесили материей. Студенты открывали их попеременно и вручную нацеливали в нужную точку. По окончании чего – опять закрывали.
Делать это необходимо было весьма скоро. Так как из-за перемещения Солнца по небосводу отражённые пятна уходили в сторону на 1,5 метра каждые 10 мин..
Фактически, за 10 мин. с нацеливанием совладали, сняли все «занавески», и практически сходу из освещённого пятна отправился дымок, но тут снова на Солнце набежало облако. Дымок всё ещё шёл, но это не то, что ожидали от опыта его организаторы.
Через 20 мин. небо очистилось, из-за ухода Солнца в сторону «корабль» было нужно переместить (по длине он заметно уступал настоящим триерам), а лучи перенаправить.
Кто-то попытался «зайчик» на ладони и здорово обжёгся (фото с сайта web.mit.edu).
И вот тут-то эффект был драматическим. Обугливание, дым, позже открытое пламя и вспышка! С момента появления Солнца до выброса пламени прошло менее 10 мин..
Если судить по воспламенению летучих соединений, испарившихся из дерева (углерод воспламенился ещё раньше), в световом пятне была достигнута температура, как минимум, 593 градуса Цельсия. Наряду с этим три зеркала из всего комплекта не были нацелены верно и в уничтожении макета не принимали участие.
Через 60 секунд пожара «архимеды» из MIT залили «триеру» водой и нашли в досках сквозной прогар.
Скептики, само собой разумеется, смогут сообщить: да разве римские суда были неподвижны, разве у Архимеда могли быть такие хорошие зеркала, разве не несложнее было бы поджигать паруса, да и по большому счету – имели возможность ли римские суда пребывать в гавани Сиракуз в успешном положении по отношению к городу и Солнцу, и, наконец, разве интенсивность света не значительно уменьшается как квадрат от повышения расстояния, а ведь до судов могло быть куда больше 30 метров?
«Триера» начинает дымиться и наконец вспыхивает (фото с сайта web.mit.edu).
На все эти вопросы в MIT имеется ответы.
В том месте уверены в том, что относительно тяжёлые суда на якоре сохраняют достаточную неподвижность (пускай и не безотносительную), дабы оружие Архимеда сработало.
Да, Архимед, вероятнее, использовал полированную латунь, но по расчётам MIT, это требует всего лишь полуторного повышения числа зеркал, против зеркал современных, применённых студентами.
Да, паруса поджечь было бы несложнее, но, в то время, когда суда стоят на якоре – паруса свёрнуты.
Потом. Изучая карты, в MIT заключили, что обоюдное размещение осаждающих судов, Солнца и города было в полной мере успешным для применения «лучевого» оружия.
Место сквозного прогара (фото с сайта web.mit.edu).
И, основное, интенсивность светового потока от Солнца, отражённого от плоского зеркала, с расстоянием не изменяется (практически). Практически, тут лишь дисперсия играет роль, а её возможно было минимизировать, сделав зеркала хотя бы чуть-чуть вогнутыми (американские «греки», напомним, пользовались совсем плоскими).
А «квадрат расстояния» – так это — расстояния от источника, другими словами – Солнца. Нужно ли сказать, что это расстояние (150 миллионов километров) возрастает для луча только на 30 метров, другими словами – никак.
В общем, как видим, экспериментаторы MIT прекрасно поразмыслили над собственным опытом. Они подчёркивают, что вовсе не утверждают, словно бы обрисованное в древних источниках сожжение судов обязательно имело место, но утверждают – необычное воздействие могло быть настоящим.
С позиций физики.
Что до помех, в виде облачности либо несогласованных действий поджигателей, то так как и в Сиракузах римляне находились на якоре несколько час, а также далеко не один сутки.
У изобретателя и великого учёного было время для опытов.
Ар-хи-ме-ды! / Архимеды, 1975г.
Темы которые будут Вам интересны:
-
Ловец солнца исполняет желания от заката до рассвета
-
Далёкая звезда осветила планы спасения земли от смерти солнца
