Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2012 в 13:22, реферат
Современное сознание прочно связало достижения научной теории с изобретениями в области техники, а технический прогресс — с прогрессом общественно-историческим. В на
ше время наука не только определяет промышленный прогресс, но и само развитие техники, в свою очередь, обусловливает направление научного поиска и служит развитию науки. Между тем соединение научных теорий с техническими достижениями в промышленном производстве характерно лишь для нового времени.
Введение…………………………………………………………3
Основная часть:…………………………………………………4
2.1. Технические достижения древнего Рима……………………4
2.2. Строительная техника. Винт Архимеда…………………….5
2.3. Водопроводы древнего Рима…………………………………7
Заключение………………………………………….................10
4. Список использованных источников………………………...11
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Тема: «Технические достижения древнего Рима».
Выполнил студент 1 курса
Проверил:
г. Тверь
2011г.
СОДЕРЖАНИЕ:
2.1. Технические достижения древнего Рима……………………4
2.2. Строительная техника. Винт Архимеда…………………….5
2.3. Водопроводы древнего Рима…………………………………7
4. Список использованных источников………………………...11
Современное сознание прочно связало достижения научной теории с изобретениями в области техники, а технический прогресс — с прогрессом общественно-историческим. В на
ше время наука не только определяет
промышленный прогресс, но и само развитие
техники, в свою очередь, обусловливает
направление научного поиска и служит
развитию науки. Между тем соединение
научных теорий с техническими
достижениями в промышленном производстве
характерно лишь для нового времени. Производительные
силы Римской империи не были столь тесно
связаны с развитием техники, а технические
достижения — с прикладным применением
научных теорий.
Нельзя сказать, что в период Империи вовсе
не использовались достижения в области
техники. В практической жизни применялись
различные виды техники в той мере, в какой
это отвечало потребностям времени, преимущественно
в градостроительстве, военном деле, при
изготовлении механических и гидравлических
приспособлений, при создании ирригационных
сооружений и в сельском хозяйстве. Строительство
общественных и частных зданий, система
коммуникаций (знаменитые римские мосты
и дороги), а также такие городские сооружения,
как водопроводы, бани, фонтаны, цирки,
амфитеатры, говорят о высоком уровне
инженерного искусства, основанного на
практическом применении законов механики,
математики и гидравлики.
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
2.1
Технические достижения
Население Рима ко II
в. н. э. насчитывало приблизительно 1 млн.
жителей, а все население греко-римского
мира составляло около 50—60 млн. человек.
Городское и сельское хозяйство требовало
огромных материальных и технических
затрат и деятельности большого числа
людей, занятых в сфере «инженерной» практики
(строителей, гидрологов, дорожников, военных
инженеров), в торговле и сфере обслуживания
(пекарей, сапожников, скульпторов, жестянщиков,
оружейников, парфюмеров). Из списка занятий,
достойных свободного человека, Сенека
исключал живописцев, ваятелей, мраморщиков,
поваров, борцов, атлетов и других, приспособивших,
по его словам, свой ум к наслаждениям.
Широкое применение всевозможные
технические изобретения находили при
устройстве зрелищных мероприятий. В цирках,
амфитеатрах, на театральных подмостках
использовались сложнейшие и дорогостоящие
механизмы. В Колизее, строительство которого
было закончено в 80 г., применялись сменные
арены, которые наполнялись водой для
устройства морских сражений, подъемники,
хитроумные системы блоков и прочие достижения
инженерно-технической мысли.
Технические знания и умение находили
широкое применение в конструировании
всевозможных механических диковинок,
уникальных игрушек. Во введении к «Пневматике»
Герон Александрийский отличает технические
приспособления, «используемые для практических
нужд», от приспособлений, назначение
которых «производить удивление и восхищение».
В «Пневматике» Герона описывается приспособление,
представляющее собой механическую игрушку,
главным элементом которой был полый шарик,
установленный над сосудом с кипящей водой
и приводящийся в движение силой пара,
который поступал в прикрепленные к шарику
полые согнутые трубки. Использование
силы пара, благодаря которому осуществлялось
вращение шарика, дало повод к тому, что
некоторые исследователи стали называть
данное приспособление «паровой турбиной»
Герона. Однако назначение описанного
Героном механизма было вполне определенным
и служило исключительно для развлечения.
О действительном состоянии
уровня технических знаний и их приме-пении
в период Империи дают представление сочинения
Витрувия «Об архитектуре», Герона Александрийского
«Механика», а также свидетельства Плиния
Старшего, Сенеки, Колумеллы. К началу
нашей эры использовались для практических
нужд следующие достижения техники в различных
областях деятельности.
В строительном деле: использование
«гидравлической смеси» (бетона); применение
кладки из обожженного кирпича и использование
кирпично-бетонной сводчатой техники.
Наивысшего расцвета архитектура и строительное
дело получили при Адриане. Архитектор
должен был быть сведущим не только в планировании
зданий или городов, но и разбираться в
строительной технике, особенно фортификационных
укреплениях военного назначения. Он также
должен был уметь применять на практике
знание механики при изготовлении приборов
для измерения времени (солнечные и водяные
часы), при изготовлении грузоподъемных
кранов, военных приспособлений.
В ремесленном производстве: изобретение
прозрачного стекла и развитие стеклодувного
дела; мраморная облицовка общественных
и частных зданий; изобретение отопительных
систем и их использование в городских
банях, а также в частных городских домах
и загородных виллах.
В сельском хозяйстве: внедрение
ротационной мельницы вместо зернотерки,
что позволяло использовать мускульную
энергию животных (ослов или мулов, иногда
лошадей); изобретение водяной мельницы.
До сих пор неизвестны археологические
свидетельства о водяных мельницах ранее
II в. н. э. Медленное распространение водяных
мельниц объясняется тем, что они были
сложными в техническом отношении сооружениями,
предназначенными для использования в
крупных хозяйствах, и требовали значительных
денежных вложений. Наиболее известен
комплекс из 16 водяных мельниц. Более широкое
распространение получили мельницы, которые
были открыты в Помпеях,— они были просты
по устройству, приводились в движение
силой животных и обслуживали небольшие
хозяйства. Контраст между этим традиционным
типом мельниц и водяными мельницами был
разительным во всех отношениях. Наряду
с традиционными канатными прессами стали
использовать винтовой пресс.
В механике: изобретение винта
и шестерни; усовершенствование в связи
с этим ювелирных инструментов и медицинских
приборов.
Из перечисленного видно, что, не смотря
на достижения в отдельных областях техники,
античная цивилизация не стала цивилизацией
технической. Среди причин называют обычно
ограниченное применение источников энергии
(воды, ветра и пр.), даже мускульная энергия
животных не использовалась в должной
мере. Основным средством передвижения
и перевозки тяжестей оставались бычьи
упряжки, ослы и мулы. Лошадей широко не
употребляли ввиду того, что не знали стремени
(оно появилось только в VIII в. н. э.). Оглоблевая
телега оставалась неизвестной в Риме
вплоть до III в. н. э., а следствием этого
была высокая стоимость и неэффективность
наземного транспорта, что, в свою очередь,
не способствовало развитию мануфактурного
производства.
Наряду с ограниченным использованием
энергетических ресурсов и неудовлетворительным
состоянием наземного транспорта часто
говорят о применении некачественных
металлов в создании механизмов. Основными
материалами в данном случае были бронза
и железо. В ходу были традиционные медицинские
инструменты, изготовленные из бронзы,
хотя были известны более совершенные
стальные, которые, тем не менее, использовались
в редких случаях. Железа постоянно не
хватало из-за несовершенных методов плавки,
оно шло в основном на изготовление оружия
и рабочего инструмента; качество железа
оставляло желать лучшего, так как температуры
античных способов плавки были недостаточны,
весь процесс очень сложен, да и сами мастера
имели о нем весьма приблизительное представление.
Дальнейшие открытия, связанные с обработкой
железа, оставались вне технических возможностей
времени. Применение железа в промышленных
масштабах стало возможным гораздо позже
благодаря двум последующим открытиям:
повышению температур плавки и использованию
коксующегося каменного угля. К перечисленным
факторам можно добавить отсутствие в
античный период механических часов, компаса,
управляемого руля, малоэффективное использование
парусных судов, низкое качество стекла,
громоздкую числовую нумерацию и т. п.,
без которых невозможно достичь высокого
уровня технического прогресса.
2.2
Строительная техника. Винт
В отличие от Греции Древний
Рим не оставил после себя никакого научного
и технического наследия. Исключение,
пожалуй, могут составить только военная
и строительная техника. Описание всех
видов строительной техники, используемой
Римлянами, заняло бы слишком много времени,
поэтому остановимся лишь на отдельных,
наиболее важных из них, включив сюда,
в первую очередь, грузоподъемные и гидравлические
машины и механизмы. Витрувий наряду с
описанием военных машин упоминает о различных
видах грузоподъемного оборудования,
включая блоки, полиспасты, кабестаны,
копровые сваезабивочные машины и т. д.
Сухопутная доставка грузов осуществлялась при помощи волокуш, телег и тягловых животных. Погрузка и разгрузка их происходила как с помощью рычагов, клиньев и крюков, так и с помощью подъемных механизмов. Громадные мраморные глыбы, большая часть которых доставлялась в Рим из Египта, переправлялись морем на специально устроенных баржах. Для этого баржи подавались к месту погрузки полузатопленными, с помощью уложенных для этой цели камней. После погрузки мраморных глыб на баржу эти временно уложенные камни убирались, баржа приподнималась и груз перевозился к месту назначения.
2.3 Водопроводы древнего Рима.
В истории развития систем водоснабжения древнеримские водопроводы занимают особое место. Их сохранившиеся до наших дней остатки свидетельствуют не только о величии и могуществе Древнего Рима, но и о высочайшем для античного мира уровне развития инженерной мысли. Крупнейший город древности (по современным оценкам, в период империи его население составляло от 600 тыс. до 2 млн. чел.), к тому же расположенный на холмах, не мог не иметь развитой системы водоснабжения. В нем функционировали 11 водопроводов. Первый из них – Аппиев, названный в честь руководившего этим проектом цензора Аппия Клавдия, был сооружен в 312 г. до н. э. и имел протяженность свыше 16 километров. Второй водопровод, построенный спустя 40 лет, имел длину 70 километров! Такой же по размеру был и третий, Марциев, водопровод. Общая протяженность римских водопроводов составляла 436 км, из них 55 км – мостовые сооружения. Они поставляли в город, славившийся своими фонтанами и банями (термами), от 700 тыс. до 1 млн. куб. м воды ежесуточно (по некоторым оценкам – до 1,5 млн. куб. м). Столь большое потребление воды может показаться чрезмерно высоким, но нужно иметь в виду, что древние римляне не знали запорной арматуры, и вода в системе текла непрерывно, обеспечивая промывку канализационных стоков.Такие расходы воды не могли обеспечить никакие известные в то время водоподъемные сооружения, поэтому вода в древнеримские водопроводы поступала самотеком из естественных источников, которые приходилось искать в горах (чтобы обеспечить перепад высот, достаточный для подачи воды в город, расположенный на холмах), иногда за десятки километров от города. Технологии производства труб в те времена находились в зачаточном состоянии: были известны гончарные и свинцовые трубы, в некоторых случаях использовали просверленные каменные блоки; естественно, обеспечить с их помощью столь большие потребности в трубах было невозможно. Поэтому для доставки воды строили каналы и лотки, и здесь древнеримские зодчие проявляли настоящее настоящие чудеса, демонстрируя глубокие знания механики и гидравлики и создавая гидротехнические сооружения, поражающие своими колоссальными размерами и высокой точностью расчетов. Современные исследования эффективности древнеримских водопроводов, включающие, в частности, компьютерное моделирование, показали, что системы, созданные 1,5 – 2 тысячи лет назад, вполне соответствуют ныне действующим стандартам.
Мы еще не раз отметим изящество инженерных решений и высокую точность их реализации при строительстве римских водопроводов. Напомним, что их создатели пользовались римской нумерацией, возникшей в V в. до н. э. и крайне неудобной для вычислений. Все расчеты выполнялись при помощи счетных досок и камешков (отсюда «калькуляция» - от лат. calculi - камешки).
Водопроводы были построены не только в Риме, но и в других городах Римской империи. Их остатки можно найти в Италии, Испании, Франции, Турции. Некоторые из них позволяют составить достаточно полное представление об устройстве и характеристиках древнеримских водопроводов.
Наиболее заметным звеном в системах римских водопроводов являются акведуки – каменные мосты, сооруженные для пропуска канала с водой над долинами и оврагами. Самым высоким и, пожалуй, самым известным из них стал акведук Пон-дю-Гар через глубокую долину реки Гар на юге современной Франции. Высота этого сооружения – 49 метров, длина 275 метров. Высота его нижнего яруса с шестью арками – 21,87 м, ширина – 6,36 м; среднего с 11-ю арками – соответственно 19,50 и 4,56 м и верхнего, по которому проходил бетонный водовод – соответственно 7,40 и 3,06м. Длина пролета самых больших арок составляет 24,5 м.
Это функциональное инженерно - техническое сооружение без каких – либо декоративных элементов, но выполненное со впечатляющим архитектурным изяществом, являлось частью системы водоснабжения города Нима (римского Немауса). Надпись на акведуке свидетельствует, что он сооружен в 19 году до н.э. при полководце и проконсуле Агриппе, друге и зяте императора Августа. Однако некоторые археологи и историки оспаривают эту дату. Они считают, что постройка столь высокого технического уровня могла возникнуть лишь в более поздние времена.
Принято считать, что римские инженеры решали свои задачи чисто практически, на основе ранее наколенного опыта, и недостаток теоретических познаний компенсировали многократным запасом прочности конструкций. Однако современные исследования моста Пон-дю-Гар и всей системы водоснабжения Немауса, выполнены Джорджем Ф.У. Хоком и Ричардом А.Новаком, заставляют усомниться в справедливости этого мнения.
Долина, которую пересекает мост, известна своими ураганными ветрами (до 150 км/ч), а река под ним весной сильно разливается. Римляне знали, как рассчитывать вес каменной кладки, но не умели точно определять нагрузки, вызываемые ветром. Расчет опрокидывающих нагрузок под действием ветра и паводков даже в наше время является сложной задачей. Исследования Дж.Хока и Р.Новака показали, что растягивающее напряжение в основании опор нижнего и среднего яруса моста, вызывающее образование трещин, может возникнуть при ураганном ветре, скорость которого у поверхности земли составляет примерно 215 км/ч. Реальные же нагрузки, вызываемые ветрами в этом районе, лишь в редких случаях достигают половины той, которая возникает при этой расчетной скорости. Иными словами, мост имеет примерно двукратный запас прочности, или устойчивости к нагрузкам, которые приводят к появлению трещин. Этот запас прочности вполне достаточен и соответствует принятому в современном строительстве.