Кіріспе

Қарапайым, қанатсыз радиалды бу турбинасы

Аэолипиль, aeolipyle немесе eolipile, грекше "Αἰόλου πύλη" деп аталады, сондай-ақ Герой (немесе Герон) қозғалтқышы ретінде белгілі, бұл орталық су ыдысы қызған кезде айналатын қарапайым, қанатсыз радиалды бу турбинасы. Айналу моменті турбинадан шығатын бу ағындары арқылы туындайды. Грек-египеттік математик және инженер Александриялық Герон бұл құрылғыны бірінші ғасырда сипаттаған, және көптеген дереккөздер оны ойлап табушы деп санайды. Дегенмен, Витрувий өзінің "De architectura" еңбегінде (шамамен б.з.б. 30-20 ж.ж.) бұл құрылғыны алғашқы рет сипаттаған. Аэолипиль – тіркелген алғашқы бу машинасы немесе реакциялық бу турбинасы саналады, бірақ ол практикалық қуат көзі де емес, өнеркәсіптік революция кезінде ойлап табылған бу машинасының тікелей алдыңғысы да емес. Атауы гректің Αἴολος және латынның pila сөздерінен шыққан, мағынасы – "Эолустың шары", Эол – грек құдайы, ауа мен желдің иесі. Жұмыс істеу үшін буды пайдалануына байланысты, Aeolipile (жақтан қарағанда) АҚШ Әскери-теңіз күштерінің казандық техникасының табелінің символы ретінде қабылданды, ол Watertender, Boilermaker және Boilerman лауазымдарынан (осы символмен) құрылған.

Физика

Эолипиль әдетте сыртқа қарай иілген немесе қисайған соплолары бар шар немесе цилиндр пішіндес ыдыстан тұрады. Ол өз осінің бойымен айналу үшін жасалған. Ыдысқа бу қысымы түскен кезде газ соплолардан шығарылады, бұл Ньютонның қозғалыс заңдарының екінші және үшінші заңдарының салдарынан ракеталық принцип бойынша итергіш күшті тудырады. Түрлі бағытта орналасқан соплолар, подшипник осіне перпендикуляр түрлі күш сызықтары бойынша күштер тудырғанда, итергіш күштер бірігіп айналу моментін (механикалық жұпты) немесе крутящий моментті құрайды, бұл ыдысты өз осінің бойымен айналуға итермелейді. Аэродинамикалық қарсылық және подшипниктердегі үйкеліс күштері айналу жылдамдығы (айн/мин) артқан сайын тез жинақталады және үдеу моментін жұмсайды, соңында оны жойып, тұрақты жылдамдыққа жетеді. Әдетте, және Герон сипаттағандай, су айналатын ыдыстың тірегіне орналасқан қарапайым қазандықшада қыздырылады. Мұндай жағдайда қазандық, айналу камерасының тіректері ретінде қызмет ететін екі құбыр арқылы айналу камерасына қосылады. Басқа жағдайда айналу камерасының өзі қазандықша қызметін атқара алады, бұл тірек/подшипник құрылымдарын едәуір жеңілдетеді, себебі олар арқылы бу өткізудің қажеті болмайды. Бұл мынада көрсетілген сынып үлгісінің суретінде көрініс табады.

Тарих

Герой және Витрувий екеуі де Птолемейлік Египеттің Александрия қаласындағы өнертапқыш және математик Ктезибийдің (б.з.д. 285–222 жж.), сондай-ақ Ктесибий немесе Тесибий деп те белгілі, одан да ертерек еңбектеріне сүйенеді. Ол қысылған ауа ғылымы және сорғылардағы қолданысы туралы алғашқы трактаттарды жазды.

Витрувийдің сипаттамасы

Витрувий (б.з.д. 80 – б.з.д. 15 ж.) эолипильдерді атап көрсетеді:

Эолипильдер – кішкентай тесігі бар, сумен толтырылатын қуыс мыс ыдыстар. Суды от үстінде қыздырудан бұрын, желдің әсері шамалы болады. Бірақ, су қайнаған кезде, күшті жел шыға бастайды.

Батырдың сипаттамасы

Герой (шамамен 10–70 ж.б.д.) оған қатысты көбірек практикалық көзқарас ұсынады, яғни оны қалай жасау керектігі туралы нұсқаулар береді:

blockquote|№ 50. Бу машинасы. Қазанды отқа қойыңыз: шар білік арқылы айналады. Суы бар қазанның (сурет 50, А, В) астына от жағылады және аузы қақпақпен (C D) жабылады; осымен иілген түтік (E F G) байланысады, түтіктің ұшы қуыс шарға (H K) бекітілген. G ұшына қарама-қарсы, қақпаққа (C D) тірелетін L M білігін орналастырыңыз; ал шардың диаметрінің қарама-қарсы шеттерінде онымен байланысатын және қарама-қарсы бағытта иілген екі түтік орналасқан, иілген жерлері тік бұрышта және F G, L M сызықтарымен кесіседі. Қазан қызған сайын, бу E F G арқылы шарға еніп, иілген түтіктер арқылы қақпаққа қарай шығып, шарды биші тұлғалар сияқты айналдырады. Геройдың суреті жеке құрылғыны көрсетеді және, болжам бойынша, Пневматикада сипатталған көптеген құрылғылар сияқты, «ғимараттың ғажайыбы» ретінде ойда келген. Витрувий, керісінше, эолипилдің ауа райының физикалық қасиеттерін көрсету үшін қолданылуын айтады. Ол оларды былай сипаттайды:
blockquote|«Мыс эолипилдер, олар адамның ойлап тапқандарына назарлы қарау жиі табиғаттың жалпы заңдарын білуге ​​әкелетінін анық көрсетеді». Бұл жазба Испанияның Симанкас патшалық мұрағатында сақталған. Де Гарай Геройдың эолипилін пайдаланып, оны римдік қайықтар мен кейінгі орта ғасырлық галереяларда қолданылған технологиямен біріктірген деп ұсынылған.