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阿契塔的机械鸽 精选

已有 12719 次阅读 2017-2-8 07:51 |个人分类:科技发展史|系统分类:科普集锦

涉及到阿契塔(古希腊数学力学家,如果感兴趣可参见力学源头说力学属性)的资料都会提到他发明的一种蒸汽动力、自动飞行器——机械鸽,被视为人类的第一个机器人,并以此将阿契塔视为机械和力学的奠基人。不过可惜的是由于年代久远,阿契塔飞行器的技术细节已经无法确定,人们只能通过残存的一些资料进行推测。大部分资料提到的细节包括:木制、鸽形、蒸汽动力,飞行200米左右

阿契塔飞鸽想象图来源:

http://www.ancient-origins.net/ancient-technology/steam-powered-pigeon-archytas-flying-machine-antiquity-002179?nopaging=1

一些研究人员试图复原阿契塔的机械鸽,用一个空心圆柱体做它的身体,加上翅膀和尾翼,头部用一个尖点,整个结构形状符合空气动力学以获得最大的飞行距离和飞行速度,如下图所示。

阿契塔飞行器  图片来源:http://kotsanas.com/gb/exh.php?exhibit=2001001

机械鸽的动力部分由飞鸽尾部连接的密闭容器提供(上图中金属部分),圆柱体的内腔与该密闭容器通过管子连接,当密闭容易中装水后加热产生蒸汽,并通过连接管子进入机械鸽“体内”,当蒸汽越来越多时,机械鸽体内压力增加,超过连接处连接阻力时,机械鸽与密闭容器脱离,飞向天空。大概过程参加下图(a)~(c)。


图片来源:http://kotsanas.com/gb/exh.php?exhibit=2001001

这种设想把阿契塔的机械鸽设想成了一种符合空气动力学外形的自助动力起飞、可滑行的飞行装置。也不一定对,Huffman考证阿契塔机械鸽是连接一个滑轮和平衡物上的,通过空气膨胀可以从杆的下方“飞”到一个较高的位置。并且联想到在古希腊,围城工具通常以动物命名,如乌龟、雄鸡等,因此他猜想阿契塔的鸽子可能是他发明的自动抛石机,或者是弹体本身。如果是借助于蒸汽动力提高抛石机的抛射能量和抛射距离也不无可能。


Huffman提到机械鸽是连接一个滑轮和平衡物上的,通过空气膨胀可以从杆的下方“飞”到一个较高的位置。我对此很感兴趣,似乎描写机械鸽向远方“飞”的资料并不多,更多的侧重它飞高的性能,而且是和滑轮、杆、平衡物一起使用。这让我联想到了中国古战场的巢车(参见下图),巢车是古战场观察敌军阵营的重要工具,是获取战争主动权的重要依据。

巢车来源:百度图片


据考证,鸽子被驯化作为信鸽有3000多年的历史,远在古希腊奥林匹克运动会上,鸽子就负责传递胜利消息。因此可以确定阿契塔时代信鸽已经广泛使用了。假如阿契塔机械鸽具有战争目的时,它很可能是用于获取敌军信息或者传递战斗军令的目的。

阿契塔作为塔伦通的军事领袖从来没有打过败仗,也因此被当地人连续7次选举为军事领袖。有的资料说机械鸽能飞上百英尺高,我觉得很有可能是一种利用杆、滑轮、平衡物等辅助结构的自动升降装置,类似于巢车,在蒸汽动力下可以做到快速上升,并提高上升高度。既可以观察敌情也便于指挥排兵布阵。可以想象对于古战场在上百英尺的地方观察敌情,指挥战争,很可能是他得以百战百胜的法宝。

但是我想不明白,如何保障观察者的安全。有没有可能是阿契塔为观察敌军军情,进行的一种概念设计,机械鸽是在此思想指导下的一种实验模型?


相关博文:力学源头说力学属性

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=847068&do=blog&id=1016995


参考资料:

1. 维基百科.阿契塔.https://en.wikipedia.org/wiki/Archytas
2. http://kotsanas.com/gb/exh.php?exhibit=2001001
3. Huffman, Carl, "Archytas", The Stanford Encyclopedia of Philosophy  (Fall 2011 Edition)
The steam-powered pigeon of Archytas – the flying machine of antiquity
http://www.ancient-origins.net/ancient-technology/steam-powered-pigeon-archytas-flying-machine-antiquity-002179?nopaging=1
4. 维基百科.信鸽.https://en.wikipedia.org/wiki/Homing_pigeon



https://blog.sciencenet.cn/blog-847068-1032243.html

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