Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Σάββατο, 07 Δεκεμβρίου 2019

" ... οι Αλεξανδρινοί μηχανικοί ανέπτυξαν την εφαρμοσμένη τεχνική σκέψη, μελέτησαν τα υδραυλικά και τα πνευματικά συστήματα και κατασκεύασαν μηχανές με ανάδραση, πρωτότυπα κλειστά συστήματα αυτόματου ελέγχου, αυτοελεγχόμενα και ανεξάρτητα στη λειτουργία τους ..."

Από παλαιότερο άρθρο του κ. Δημ. Καλλιγερόπουλου, Δρ Mηχ. Hλ., καθηγητή Τμήματος Αυτοματισμού του ΤΕΙ Πειραιά, μέλους του Δ.Σ. της Εταιρείας Μελέτης Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας, δημοσιευμένο σε αφιέρωμα της εφημερίδας ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ

ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΑ ΜΕ ΑΝΑΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ∆ΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΑΛΛΙΓΕΡΟΠΟΥΛΟΥ δρος Τεχνικών Επιστηµών, Mηχ. Hλ. ΕΜΠ, καθηγητή Τµήµατος Αυτοµατισµού του ΤΕΙ Πειραιά, µέλους του ∆.Σ. της Εταιρείας Μελέτης Αρχαίας Ελληνικής ΤεχνολογίαςΟ αρχαίος ελληνικός µύθος φαντάστηκε τις αυτοκίνητες µηχανές. Ο προσωκρατικοί φιλόσοφοι έδειξαν ποιες είναι οι πηγές της εσωτερικής τους ενέργειας: η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά. Οι κλασικοί φιλόσοφοι µελέτησαν θεωρητικά τους νόµους της φύσης και τη λειτουργία των ζωντανών όντων, µελέτησαν την αντίφαση και ανακάλυψαν την ανάδραση που εξασφαλίζει την αυτόνοµη λειτουργία των µηχανηµάτων. Και οι Αλεξανδρινοί µηχανικοί ανέπτυξαν την εφαρµοσµένη τεχνική σκέψη, µελέτησαν τα υδραυλικά και τα πνευµατικά συστήµατα και κατασκεύασαν µηχανές µε ανάδραση, πρωτότυπα κλειστά συστήµατα αυτόµατου ελέγχου, αυτοελεγχόµενα και ανεξάρτητα στη λειτουργία τους. Οι εφαρµογές που εξέτασαν αφορούσαν ιδιαίτερα τα υδραυλικά ωρολόγια.Η κλεψύδρα Πρώτο όργανο µέτρησης του χρόνου, δηλαδή εξοµοίωσης της δυναµικής συµπεριφοράς ενός φαινοµένου, ήταν η κλεψύδρα. Η κλεψύδρα αναφέρεται πρώτα από τον Εµπεδοκλή και τον Αναξαγόρα, Είναι ένα δοχείο µε λεπτό ψηλό λαιµό και τρύπες στον πυθµένα. Κρατώντας κανείς κλειστό το πάνω στόµιο µε τον αντίχειρα και βυθίζοντας το δοχείο στο νερό θα µπορούσε να συγκροτήσει µια ποσότητα νερού χωρίς να γίνει αντιληπτός, θα µπορούσε δηλαδή να «κλέψει ύδωρ», Ο έλεγχος της ροής του νερού γινόταν µε τον αντίχειρα.∆ιάφορα είδη κλεψυδρών1 / 10 Γρήγορα η κλεψύδρα έγινε το βασικό όργανο µέτρησης του χρόνου. Αρχικά για οικιακή χρήση. Στη συνέχεια για δηµόσια χρήση στα δικαστήρια ή την εκκλησία του δήµου, για τη µέτρηση του χρόνου των αγορεύσεων. «Εισί δε κλεψύδραι αυλώδεις έχουσαι εκκρούς, εις ας το ύδωρ εγχέουσι, προς ο δει λέγειν κατά τας δίκας / Οι κλεψύδρες είναι δοχεία που διαθέτουν λεπτές σωληνωτές εκροές. Στα δοχεία αυτά ρίχνουν νερό, µε το οποίο µετρούν το χρόνο οµιλίας στις δηµόσιες δίκες» (Αριστοτέλης, Αθηναίων Πολιτεία 67, 2). Ο έλεγχος της ροής γινόταν πάλι µέοω ενός ανθρώπου. «Ο εφ’ ύδωρ» ήταν ο δούλος που δεχόταν την εντολή: «Επίλαβε το ύδωρ / σταµάτα τη ροή του νερού στην κλεψύδρα». Η µόνιµη φραγή της κλεψύδρας γινόταν µε κωνικό ξυλόκαρφο: «ηλίσκος επικρούειν την κλεψύδραν». Άλλη χρήση της κλεψύδρας ήταν η αγροτική, για τον έλεγχο του χρόνου ποτίσµατος των αγροτικών εκτάσεων. ∆ούλος δεχόταν και εδώ την εντολή να ανοίγει ή να κλείνει τις θυρίδες των φρεατίων, όπως αναφέρει ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος στο έργο του «Φυσική Ιστορία» (18,188). Τέλος, ενδιαφέρουσα ήταν η χρήση της κλεψύδρας για στρατιωτικούς σκοπούς και ιδιαίτερα για τη µέτρηση του χρόνου που φύλαγαν τη νύκτα οι φύλακες. Η νύκτα χωριζόταν σε τέσσερις ίσης διάρκειας σκοπιές, ανά τρεις νυκτερινές ώρες. Αντίστοιχα χωριζόταν και η ηµέρα σε δώδεκα ίσες ηµερήσιες ώρες. Η διαφορετική διάρκεια των ηµερών και των νυκτών κατά τις διάφορες εποχές του έτους είχε συνέπεια τη διαφορετική διάρκεια ηµερήσιων και νυκτερινών ωρών και απαιτούσε σχετική προσαρµογή των ωρολογίων. Έτσι η στρατιωτική νυκτερινή κλεψύδρα κατασκευαζόταν στη µέγιστη δυνατή της διάσταση, που αντιστοιχούσε στη µέγιστη νύκτα. Η προσαρµογή γινόταν µε προσθήκη ή αφαίρεση στρώµατος κεριού στο εσωτερικό της κλεψύδρας, ανά 10 ηµέρες, ανάλογα από το αν έπρεπε να µειωθεί ή να αυξηθεί ο χρόνος λειτουργίας της (Αινίας Τακτικός, 22, 24).Πρώτο όργανο µέτρησης του χρόνου ήταν η κλεψύδρα, η οποία αναφέρεται πρώτα από τον Εµπεδοκλή και τον Αναξαγόρα Τα υδραυλικά σιφώνια Η κλεψύδρα ως όργανο µέτρησης του χρόνου είχε από τεχνική άποψη δύο βασικές αδυναµίες, που έπρεπε να ξεπεραστούν. Πρώτον, ο έλεγχος της λειτουργίας της γινόταν από άνθρωπο και όχι αυτόµατα. Και δεύτερον, η ροή του νερού δεν ήταν σταθερή, αλλά εξαρτιόταν από τη στάθµη του νερού που υπήρχε µέσα στην κλεψύδρα. Την ιδιότητα αυτή των ρευστών και ειδικότερα τη µεταξύ της ροής από µια οπή στον πυθµένα ενός δοχείου και της στάθµης του νερού µέσα στο δοχείο, µελέτησαν τόσο ο Αρχιµήδης όσο και οι Αλεξανδρινοί µηχανικοί Κτησίβιος, Φίλων και Ήρων. Και εισήγαγαν ως απλά όργανα έλεγχου της στάθµης και ως εκ τούτου της ροής ενός ρευστού, τα υδραυλικά σιφώνια.2 / 10 Υδραυλικά σιφώνια: (α) καµπύλο σιφώνιο, (β) καµπύλο σιφώνιο εντός δοχείου, (γ) αξονικό σιφώνιο. Το σιφώνιο και ειδικότερα το αξονικό σιφώνιο λειτουργεί ως υδραυλικός διακόπτης, επιτρέπει δηλαδή τον έλεγχο της στάθµης h ενός δοχείου έτσι ώστε αυτή να µην µπορεί να υπερβεί µιαν ανώτατη τιµή ho ίση µε το ύψος του σιφωνίου. Με µια µικρή αλλά σταθερή παροχή go, αυξάνει αργά και γραµµικά η στάθµη h του νερού στο δοχείο, µέχρι να φθάσει το ύψος ho του σιφωνίου και να µηδενιστεί το σφάλµα ε, οπότε το νερό διοχετεύεται απότοµα και γρήγορα µέσα από το σιφώνιο και το δοχείο αδειάζει µε µια παροχή g > go. Το σιφώνιο αυτό αποτελεί από µόνο του ένα πρώτο απλό κλειστό σύστηµα ελέγχου της στάθµης του νερού στο δοχείο.Το νυκτερινό ωρολόγιο του Πλάτωνος Εφαρµογή του αξονικού σιφωνίου βρίσκουµε σε ένα αρχαίο ελληνικό υδραυλικό ωρολόγιο που λειτουργούσε σαν ξυπνητήρι. Ο Αριστόξενος, µαθητής του Αριστοτέλη, δηλώνει, κατά τα γραφόµενα του Αριστοκλή, µουσικολόγου του 2ου αιώνα π.Χ., ότι «ο Πλάτων εφηύρε το νυκτερινόν ωρολόγιον και το κατασκεύασε µε τη µορφή µιας µεγάλης κλεψύδρας»Το νυκτερινό ωρολόγιο του Πλάτωνος3 / 10 Η λειτουργία αυτού του νυκτερινού ωρολογίου ήταν ως εξής (βλ. H. Diels, Antike Technik, Berlin 1914, σελ. 199-200): Από µια µεγάλη κλεψύδρα ΑΑ διάρκειας µεγαλύτερης των 6 ωρών ρέει µέσω λεπτού ακροφύσιου ∆ νερό πολύ χαµηλής ροής µέσα σε µικρότερο δοχείο ΒΒ που περιέχει αξονικό σιφώνιο Σ. H στάθµη του νερού στο δοχείο Β ανεβαίνει αργά µέχρι να φθάσει το ανώτατο ύψος του σιφωνίου, µέσα σε ένα ορισµένο χρονικό διάστηµα π.χ. 6 ωρών. Όταν πληρωθεί το σιφώνιο, το δοχείο ΒΒ αδειάζει απότοµα το νερό του µέσω του σωλήνα Π στο υποκείµενο στεγανό δοχείο ΓΓ. Τότε ο εγκλωβισµένος στο δοχείο αυτό αέρας συµπιέζεται και διαφεύγει από τη σύριγγα Ρ, µια σωληνοειδή σφυρίχτρα που παράγει οξύ ήχο. Σε 6 ώρες λοιπόν, ή σε οποιοδήποτε άλλο εκ των προτέρων προκαθορισµένο χρονικό διάστηµα από τη στιγµή της ενεργοποίησης του µηχανισµού, το νυκτερινό ωρολόγιο σφυρίζει. Ο µηχανισµός ελέγχου της στάθµης του υγρού στο δοχείο ΒΒ είναι και εδώ ένα κλειστό σύστηµα ελέγχου.Ο Πλάτων εφηύρε το νυκτερινό ωρολόγιο που λειτουργούσε σαν ξυπνητήρι και το κατασκεύασε µε τη µορφή κλεψύδρας Κτησίβιος ο µηχανικός Η επινόηση νέων κλειστών συστηµάτων αυτόµατου ελέγχου προέκυψε ωστόσο από την ανάγκη να εξασφαλιστεί µια αυτοελεγχόµενη οµαλή λειτουργία των υδραυλικών ωρολογίων. Και στον τοµέα αυτό διέπρεψαν οι µεγάλοι Αλεξανδρινοί µηχανικοί. Πρώτος εξ αυτών ο Κτησίβιος, που θεωρείται ότι έζησε την εποχή του Πτολεµαίου Β' του Φιλάδελφου, δηλαδή περί το 308-246 π.Χ. Στο έργο του Κτησιβίου αναφέρεται αναλυτικά ο Βιτρούβιος (1ος αι. π.Χ.). Και περιγράφει αρχικά µε ιδιαίτερο θαυµασµό τον ξακουστό «αυτόµατο» καθρέφτη του (Περί Αρχιτεκτονικής, 98.2). Από την περιγραφή όµως αυτή συµπεραίνουµε ότι δεν πρόκειται εδώ για αυτόµατο µηχανισµό ανύψωσης του καθρέφτη, αλλά απλά για αξιοποίηση των τριβών στις τροχαλίες, έτσι ώστε ο καθρέφτης να ισορροπεί σε διάφορα ύψη µε τη βοήθεια ενός αντισταθµιστικού µολύβδινου βάρους. Το βάρος αυτό µπορεί ακόµη να κινείται µέσα σε έναν κατακόρυφο µεταλλικό σωλήνα (βλ. το ίδιο 9.8.3) και λειτουργώντας σαν έµβολο να συµπιέζει τον εγκλωβισµένο αέρα, να τον ωθεί να διαφύγει από ένα ακροφύσιο και να παράγει ήχο. Προφανώς δεν υπάρχει εδώ ούτε αυτοµατισµός ούτε αυτοέλεγχος του συστήµατος.Το ωρολόγιο του Κτησιβίου Το υδραυλικό ωρολόγιο του Κτησιβίου, πιθανόν το αρχαιότερο του είδους, περιέχει όµως µιαν εξαιρετικά ενδιαφέρουσα επινόηση.4 / 10 Το ωρολόγιο του Κτησιβίου σε σύγχρονη γραφική απεικόνισηΙδού αρχικά η γενική περιγραφή: Νερό ρέει µε σταθερή ροή από ακροφύσιο ∆ µέσα σε µεγάλο δοχείο ΑΑ και ανυψώνει πλωτήρα Π. Στον πλωτήρα είναι προσαρµοσµένος κανόνας Κ και πάνω σε αυτόν αγαλµατίδιο Ρ που λειτουργεί ως δείκτης και δείχνει τις ώρες πάνω σε µία κατακόρυφη παραστάδα Ω, η κλίµακα της οποίας µεταβάλλεται µε προσθήκη ή αφαίρεση «παρεµβληµάτων», ανάλογα µε τις αυξοµειώσεις της διάρκειας των ωρών. Στον κανόνα Κ είναι επίσης προσαρµοσµένος οδοντωτός τροχός που κινεί ένα κατακόρυφο τύµπανο Σ, µε χαράζεις κάθετες για τους µήνες και εγκάρσιες -όχι όµως παράλληλες για τις ώρες, έτσι ώστε να συνυπολογίζεται η µεταβολή της διάρκειας των ωρών ανά µήνα. Στον οδοντωτό τροχό είναι επίσης συνδεµένα άλλα τύµπανα Τ και µηχανισµοί που προκαλούν διάφορες πολύπλοκες κινήσεις, τα λεγάµενα «πάρεργα» (Βιτρούβιος, Περί Αρχιτ. 9.8.5-7). Όλος αυτός ο σύνθετος µηχανισµός του ωρολογίου δεν θα µπορούσε να λειτουργήσει µε ακρίβεια, αν δεν είχε εξασφαλίσει την αρχική «σταθερή ροή» του νερού από το, χρυσό κατά τον Βιτρούβιο, ακροφύσιο ∆. Αυτή η σταθερή ροή µπορούσε να επιτευχθεί µέσω του ελέγχου στάθµης του νερού στο αρχικό δοχείο παροχής Β.Το υδραυλικό ωρολόγιο του Κτησιβίου είναι ιδιοφυές και ίσως το αρχαιότερο γνωστό κλειστό σύστηµα αυτόµατου ελέγχου5 / 10 ∆οχείο σταθερής ροής του Κτησιβίου Ιδού η περιγραφή του υδραυλικού αυτού µηχανισµού ελέγχου: Ο έλεγχος της ροής του νερού (στο δοχείο σταθερής ροής) επιτυγχάνεται ως εξής: Κατασκευάζονται στον τόρνο δύο κώνοι, ο ένας συµπαγής και ο άλλος κοίλος (αρσενικόςθηλυκός), έτσι ώστε να ταιριάζουν ακριβώς ο ένας µέσα στον άλλον. Με ένα τέτοιο σύστηµα πλωτήρα-ακροφυσίου µπορεί η εισροή του νερού στο δοχείο να γίνεται πιο γρήγορα ή πιο αργά (Βιτρ., Αρχ. 9.8.6). Αυτό είναι ένα ιδιοφυές, το αρχαιότερο ίσως γνωστό κλειστό σύστηµα αυτόµατου ελέγχου, ένα σύστηµα που εξασφαλίζει σταθερή στάθµη και σταθερή ροή σε όλη τη διάρκεια της δυναµικής λειτουργίας του. Η υδραυλική αυτή κωνική βαλβίδα εξασφαλίζει την ανάδραση ή αλλιώς την αντίστροφη επίδραση του αποτελέσµατος, δηλαδή της στάθµης h του νερού ή της ροής εξόδου g, στην είσοδο του συστήµατος, δηλαδή την παροχή εισόδου go.Ο έλεγχος ροής που επινόησε ο Κτησίβιος βρίσκει εφαρµογή σε υδραυλικό µηχανισµό ελέγχου της στάθµης υγρού ενός δοχείου Το ωρολόγιον του Αρχιµήδους Σύγχρονος περίπου του Κτησίβιου ήταν ο µέγας Συρακούσιος µηχανικός Αρχιµήδης (287-212 π.Χ.), που σπούδασε για µακρύ χρονικό διάστηµα στην Αλεξάνδρεια. Στο αµφισβητούµενο από µερικούς έργο του «Ωρολόγιον του Αρχιµήδους», που σώθηκε στα αραβικά [µεταφράστηκε στα γερµανικά από τους Βίντεµαν-Χάουζερ (WiedemannHauser), Halle 1918 και στα ελληνικά από τον I. Σακά, Αθήνα 1973], υπάρχει η περιγραφή ενός πολύπλοκου µηχανισµού υδραυλικού ωρολογίου µε πολλά πάρεργα και ενός αντίστοιχου µε του Κτησιβίου δοχείου ελέγχου ροής.Κινητήριος µηχανισµός και έλεγχος ροής στο ωρολόγιο του Αρχιµήδους6 / 10 Η περιγραφή του κινητήριου µηχανισµού του ωρολογίου είναι συνοπτικά η εξής: Κατασκευάζεται από χαλκό υδροδοχείο/chizâna Α ύψους 3 σπιθαµών = 75 εκ. και διαµέτρου 2 σπ. = 50 εκατοστών. Γεµίζεται µε νερό και τοποθετείται σε αυτό πλωτήρας/dabba Β σε σχήµα ανάστροφου ηµισφαιρίου ύψους 4 δακτύλων = 16 εκ. και διαµέτρου 5/3 σπιθαµής = 42 εκ. Ο πλωτήρας καλύπτεται από πάνω µε κάλυµµα. Στο µέσο του καλύµµατος συγκολλείται κοµβio/razza Γ στο οποίο συνδέεται αλυσίδα/silsila ∆ προσαρµοσµένη σε τύµπανο/bakra Ε, που προσδίδει κίνηση στον κινητήριο τροχό/daulab Ζ. Κατόπιν κατασκευάζεται δεύτερο µεγαλύτερο δοχείο, ο υδροσυλλέκτης/magíd lilma’ Κ, που προσαρµόζεται κάτω από το υδροδοχείο Α και συλλέγει το νερό. Αδειάζει δε από µία στρόφιγγα Ρ. Κατόπιν τοποθετείται πάνω στο υδροδοχείο Α ακόµη ένα δοχείο Τ, στο οποίο βρίσκεται το τύµπανο και άλλοι µηχανισµοί που προκαλούν κινήσεις διαφόρων ειδών. Το τύµπανο Ε είναι προγραµµατισµένο να πραγµατοποιεί ανά ηµέρα (δηλαδή από ανατολή σε δύση) µία πλήρη περιστροφή, καθώς ο πλωτήρας Β ολοκληρώνει την κατακόρυφη διαδροµή του µέσα στο υδροδοχείο Α.∆οχείο σταθερής ροής στο ωρολόγιο του Αρχιµήδους Η οµαλή πτώση του πλωτήρα στο υδροδοχείο, δηλαδή η εξασφάλιση σταθερής ροής του νερού από το υδροδοχείο και ως εκ τούτου σταθερών στροφών του κινητήριου τροχού Ζ, επιτυγχάνεται ως εξής: Κατασκευάζεται δοχείο σταθερής ροής/rub’ Η που περιέχει πλωτήρα/áwwâma Π µε κωνικό εξόγκωµα/nutuww στην επιφάνειά του. Το εξόγκωµα αυτό ταιριάζει στο στόµιο ενός κοίλου κεκαµµένου σωλήνα/anbüd Σ, που εισάγεται στο υδροδοχείο και έχει µήκος 1/2 δακτύλου =1 εκ. Από το περιστόµιο/gat’a Μ του δοχείου εκρέει το νερό. Είναι δυνατή µάλιστα η ρύθµιση του ύψους του περιστρεφόµενου αυτού περιστοµίου, ώστε να επιτυγχάνεται η διαφορετική διάρκεια των ωρών του έτους. Κάτω από το περιστόµιο το νερό συλλέγεται σε µία κοιλότητα που ονοµάζεται τηγάνιο/migla Ν και διοχετεύεται στον υδροσυλλέκτη. Το δοχείο σταθερής ροής αποτελεί εδώ ένα κλειστό σύστηµα ελέγχου της ροής του υδροδοχείου και εξασφαλίζει µιαν οµαλή, δηλαδή γραµµική, µεταβολή της στάθµης του νερού σε αυτό. Ας κλείσουµε την αναζήτηση αυτή των πρώτων κλειστών συστηµάτων αυτόµατου ελέγχου στην αρχαία ελληνική τεχνολογία, συγκρίνοντας τις επινοήσεις των µεγάλων Αλεξανδρινών µηχανικών, που αφορούν τον έλεγχο στάθµης υγρών.Έλεγχος στάθµης κατά τον Κτησίβιο Ο έλεγχος ροής που επινόησε ο Κτησίβιος για το ωρολόγιό του βρίσκει την εφαρµογή του σε έναν απλό υδραυλικό µηχανισµό ελέγχου της στάθµης υγρού ενός δοχείου.7 / 10 Έλεγχος στάθµης υγρού κατά τον ΚτησίβιοΈστω δοχείο AB γεµάτο υγρό, π.χ. κρασί. Το δοχείο είναι εφοδιασµένο µε κωνικό πλωτήρα ΘΠ που ταιριάζει ακριβώς σε αντίστοιχο κοίλο κωνικό ακροφύσιο ΖΗ. Το ακροφύσιο αυτό είναι συνδεµένο µέσω ενός σωλήνα ΕΖ µε το µεγάλο υδροδοχείο Γ∆. Αφαιρώντας κρασί µε ένα κύπελλο από το δοχείο AB, ανοίγει η υδραυλική βαλβίδα και κρασί ρέει από το ακροφύσιο ΖΗ στο δοχείο µέχρι να συµπληρωθεί το κρασί που αφαιρέθηκε και να αποκατασταθεί η στάθµη του υγρού στο δοχείο. Πρόκειται εδώ για ένα κλειστό σύστηµα ελέγχου µε ανάδραση µέσω του κωνικού πλωτήρα.Έλεγχος στάθµης κατά τον Φίλωνα Ο Φίλων ο Βυζάντιος, δεύτερος µεγάλος µηχανικός της Αλεξάνδρειας, ο οποίος έζησε περί το 250 π.Χ., έγραψε το περίφηµο εγχειρίδιο «Μηχανική Σύνταξις», το 5ο βιβλίο του οποίου µε τίτλο «Πνευµατικά» σώθηκε σε αραβικό κείµενο και µεταφράστηκε στα γαλλικά από το βαρόνο Καρά ντε Βο (Carra de Vaux) το 1902 στο Παρίσι. Στο έργο αυτό, κεφάλαιο 17, περιέχεται συσκευή ελέγχου στάθµης υγρού.Έλεγχος στάθµης υγρού κατά τον Φίλωνα8 / 10 Η συσκευή αυτή αποτελείται από µία κοίλη παραλληλεπίπεδη ξύλινη βάση ΑΑ µε κοίλωµα Θ, ένα επίσης κοίλο κυλινδρικό ξύλινο στήριγµα ΒΒ µε κοίλωµα Ε, ένα µεγάλο δοχείο ΓΓ γεµάτο κρασί, στεγανά κλειστό στο στόµιό του Θ, µε έναν εσωτερικό κάθετο σωλήνα Κ που διαπερνά τη διάτρητη βάση του και ένα σωλήνα διαρροής Ζ στο ύψος του πυθµένα. Κάτω από τον σωλήνα αυτόν βρίσκεται κύπελλο ΛΑ, διάτρητο στον πυθµένα του και σε επικοινωνία µε το κοίλωµα Θ της βάσης ΑΑ. Το σύστηµα βρίσκεται σε ισορροπία εφ’ όσον η στάθµη του κρασιού στο κύπελλο ∆∆ διατηρεί κλειστό το κάτω άνοιγµα Ρ του σωλήνα Κ και η υποπίεση που δηµιουργείται στο κενό του δοχείου ΓΓ δεν επιτρέπει ροή κρασιού από το στόµιο Ζ. Εάν όµως αφαιρέσουµε ορισµένη ποσότητα κρασιού από το κύπελλο, τότε το κάτω στόµιο Ρ του σωλήνα Κ θα απελευθερωθεί, η υποπίεση στο κενό του δοχείου θα ανακάµψει και ίση ποσότητα κρασιού θα ρεύσει από το δοχείο ΓΓ µέσω του στοµίου Ζ στο κύπελλο, µέχρις ότου αποκατασταθεί η αρχική ισορροπία. Πρόκειται και εδώ για ένα κλειστό σύστηµα ελέγχου της στάθµης. Η ανάδραση υλοποιείται µέσω των συγκοινωνούντων δοχείων και της υδραυλικής βαλβίδας που επιτρέπει ή όχι τη δίοδο του αέρα.Έλεγχος στάθµης υγρού κατά τον Ήρωνα Τέλος, ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς, πιθανόν το 100 π.Χ., περιγράφει στο έργο του Πνευµατικά Β, θεώρηµα 31, έναν αντίστοιχο µηχανισµό ελέγχου στάθµης υγρού, µέσω ενός µηχανικού και όχι υδραυλικο-πνευµατικού όπως στον Φίλωνα ελεγκτή . «Αγγείου οίνον έχοντος και κρουνόν και υποκειµένου κρατήρος, όσον αν τις του κρατήρος αφέλκται, τοσούτον εις αυτόν επιρρέειν οίνον εκ του κρουνού... / Από το στόµιο ενός αγγείου γεµίζει κρασί ένα ποτήρι που βρίσκεται κάτω του. Και όσο κρασί κι αν πάρει κανείς από το ποτήρι τόσο πάλι θα ρεύσει σε αυτό από το στόµιο του αγγείου».Ελεγχος στάθµης υγρού κατά τον ΗρωναΈστω AB το αγγείο µε το κρασί και Γ∆ το στόµιό του. Έστω ο µικρός δίσκος/τυµπάνιον ΕΖ και οι ράβδοι/κανόνες ΗΘ, ΚΛ, ΚΟ, ΛM. Έστω κάτω από το στόµιο το ποτήριο Π. Και έστω ένας πλωτήρας/λεβητάριον Ρ, συνδεµένος µε τη ράβδο ΚΟ και βυθισµένος στο αγγείο ΣΤ. Ο σωλήνας ΥΦ συγκοινωνεί µε τα αγγεία ΣΤ και Π.9 / 10 Όταν τα αγγεία Π και ΣΤ είναι κενά, ο πλωτήρας Ρ ακουµπά στον πυθµένα του αγγείου ΣΤ και το στόµιο Γ∆ µένει ανοιχτό. Το κρασί τότε ρέει απ’ αυτό και στα δύο δοχεία ΤΣ και Π, οπότε ανυψώνεται ο πλωτήρας και κλείνει το στόµιο, µέχρις ότου και πάλι αφαιρέσουµε κρασί από το ποτήρι. Και τούτο συµβαίνει κάθε φορά που αφαιρούµε κρασί. Και εδώ έχουµε ένα κλειστό σύστηµα ελέγχου, µε ανάδραση που υλοποιείται µέσω του πλωτήρα και του µηχανικού συστήµατος ζυγού και βαλβίδας.Ο Ήρων περιγράφει ένα µηχανισµό ελέγχου στάθµης υγρού µέσω ενός µηχανικού και όχι υδραυλικο-πνευµατικού ελεγκτή Τα ευφυή αυτά παραδείγµατα κλειστών συστηµάτων ελέγχου της στάθµης υγρών δείχνουν πως οι έννοιες της ανάδρασης, του «αυτοελέγχου» δυναµικών συστηµάτων και του κλειστού βρόχου όχι µόνο µελετήθηκαν θεωρητικά, αλλά και υλοποιήθηκαν πρακτικά, κατασκευάστηκαν µε προσοχή από τους αρχαίους Έλληνες µηχανικούς και εντάσσονται στον κατάλογο των αρχαίων ελληνικών τεχνικών επινοήσεων.Στο αµφισβητούµενο από µερικούς «Ωρολόγιον του Αρχιµήδους» υπάρχει η περιγραφή ενός πολύπλοκου υδραυλικού µηχανισµού■10 / 10
Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.

Φόρμα επικοινωνίας
Συμπληρώστε την ακόλουθη φόρμα. Τα πεδία που σημειώνονται με * είναι υποχρεωτικά.
Όνομα*Επίθετο*
E-mail*Τηλέφωνο

Θέμα*
Μήνυμα*
Ελάτε σε επαφή μαζί μας
Για οποιοδήποτε θέμα χρειάζεστε βοήθεια ή διασαφήνιση στείλτε μας e-mail μέσω της φόρμας επικοινωνίας. Θα σας απαντήσουμε όσον το δυνατό γρηγορότερα.