Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Banu Musa Mechanical.jpg
Рисунок саморегулирующейся лампы в трактате Ахмада ибн Мусы ибн Шакира о механических устройствах. Рукопись написана на арабском языке .
АвторБану Муса
Оригинальное названиеكتاب الحيل

Книга хитроумные устройства ( арабский : كتاب الحيل Китаб аль-Hiyal , персидский : كتاب ترفندها Ketab tarfandha , буквально: «Книга подсказки») была большая иллюстрированная работа над механическими устройствами , в том числе автоматов , опубликованы в 850 тремя братьями из персидских [1] происхождения, известное как Бан Муса (Ахмад, Мухаммад и Хасан бин Муса ибн Шакир) , работающего в Доме Мудрости ( Bayt аль-Хикмо ) в Багдаде , Ирак , под халифатом Аббасидов . [2]В книге описано около сотни устройств и способы их использования. [3]

Обзор [ править ]

Книга была заказана Аббасидов халифа в Багдаде , также сделал Аль-Джазари, Абу Джафар аль-Мамуна ибн Харуна (786-833), который поручил Бану Муса приобрести все эллинистических текстов , которые были сохранены на монастыри [ укажите ] и учеными [ кто? ] во время упадка и падения римской цивилизации. [4] [ требуется пояснение ] Братья Бану Муса изобрели ряд автоматов ( автоматов) и механических устройств, и они описали сотню таких устройств в своей Книге изобретательных устройств . [3]

Некоторые из устройств, описанных в « Книге изобретательных устройств», были вдохновлены работами Героя Александрии [5] и Филона Византийского , а также древней персидской , китайской и индийской инженерией . [6] Однако многие другие устройства, описанные в книге, были изобретены братьями Бану Муса. [7] Хотя они взяли за отправную точку греческие произведения, Бану Муса «значительно превзошел все, что было достигнуто Героем или Филоном». Их озабоченность автоматическим управлениемотличает их от своих греческих предшественников, включая «использование Бану Муса самоуправляемых клапанов , синхронизирующих устройств, систем задержки и других изобретательных концепций». [8] Многие из их инноваций включали тонкие комбинации пневматики и аэростатики . [8] Ближайшая современная параллель к их работе - это контрольно- измерительная техника и пневматические приборы. [9]

В свою очередь, работа Бану Муса позже упоминалась как оказавшая влияние на работу Аль-Джазари , который в 1206 году выпустил книгу с таким же названием. [10] Учитывая, что Книга изобретательных устройств была широко распространена в мусульманском мире , некоторые из них его идеи, возможно, также достигли Европы через исламскую Испанию , например, использование автоматического управления в более поздних европейских машинах или использование конических клапанов в работах Леонардо да Винчи . [9]

Механизмы и компоненты [ править ]

Автоматическое управление [ править ]

Братья Бану Муса описали ряд ранних автоматов управления . [11] Братья Бану Муса разработали двухступенчатый контроль уровня жидкостей, раннюю форму управления прерывистой переменной структурой . [12] Они также описали ранний контроллер с обратной связью . [13] [ необходима страница ] Дональд Рутледж Хилл написал следующее об автоматическом управлении, лежащем в основе механических устройств, описанных в книге:

Сосуды для фокусов имеют множество различных эффектов. Например, одна выпускная труба в сосуде может выливать сначала вино, затем воду и, наконец, их смесь. Хотя нельзя утверждать, что результаты важны, средства, с помощью которых они были получены, имеют большое значение для истории инженерии. Бану Муса были мастерами в использовании небольших вариаций аэростатического и гидростатического давления, а также в использовании конических клапанов в качестве «встроенных» компонентов в проточных системах. Это первое известное применение конических клапанов в качестве автоматических регуляторов. [14]

Бану Муса также разработали раннюю отказоустойчивую систему для использования в своих трюковых устройствах, как описано Хиллом:

В некоторых из этих сосудов можно многократно отбирать небольшие количества жидкости, но если забирать большое количество, дальнейшее извлечение невозможно. Говоря современным языком, можно было бы назвать метод, используемый для достижения этого результата, отказоустойчивой системой. [14]

Автоматическая рукоятка [ править ]

Неуправляемый кривошип появляется в нескольких гидравлических устройствах, описанных братьями Бану Муса в их Книге изобретательных устройств . [15] Эти автоматически приводимые в действие кривошипы используются в нескольких устройствах, два из которых имеют действие, которое приближается к коленчатому валу , опережая изобретение Аль-Джазари на несколько столетий и его первое появление в Европе более чем на пять столетий. Однако автоматический кривошип, описанный Бану Мусой, не позволил бы полностью вращаться, но потребовалась лишь небольшая модификация, чтобы преобразовать его в коленчатый вал. [16]

Клапаны [ править ]

Механизм, разработанный Бану Муса и имеющий особое значение для будущих разработок, представлял собой конический клапан , который использовался во множестве различных приложений. [8] Это включает использование конических клапанов в качестве «встроенных» компонентов в проточных системах, что было первым известным применением конических клапанов в качестве автоматических регуляторов. [14] Некоторые из других описанных ими клапанов включают:

  • Пробковый клапан [13] [14]
  • Поплавковый клапан [13]
  • Нажмите [17]

Другие механизмы [ править ]

Двойной концентрический сифон и воронка с загнутым концом для заливки различных жидкостей, ни одна из которых не встречается в более ранних греческих работах, также были оригинальными изобретениями братьев Бану Муса. [6] Некоторые из других механизмов, которые они описали, включают поплавковую камеру [11] и датчик раннего перепада давления . [18]

Машины и устройства [ править ]

Автоматические фонтаны [ править ]

В книге описывается строительство различных автоматических фонтанов , аспект, который в значительной степени игнорировался в более ранних греческих трактатах по технике. [6] В одном из этих фонтанов «вода выходит из источника в форме щита или ландыша », т. Е. «Формы выходят поочередно - либо лист воды вогнутый вниз. , или спрей ". Другой фонтан "выпускает щит или одиночную струю., "в то время как вариант этого имеет чередование двойного действия, то есть имеет два фонтана, один из которых выпускает одну струю, а другой - щит, и два чередуются многократно. Другой вариант включает один основной источник и два или более вспомогательных, таких как что, когда основная из них выбрасывает единственную струю, дочерние компании выбрасывают экраны, причем две чередуются. [3]

Братья Бану Муса также описали самый ранний из известных ветряных фонтанов [19], который описывается как «управляемый ветром или водой, он выпускает единственную струю или ландыш». Разновидность этого фонтана включает в себя червь -и- шестерни передач , в то время как другой вариант особенность двойного действия чередования. В книге также описан фонтан с переменным расходом. [3] В книге также описаны фонтаны, которые периодически меняют форму. [14]

Механические музыкальные машины [ править ]

Бану Муса изобрел ранний механический музыкальный инструмент , в данном случае орган с гидроэнергетикой, который автоматически играл на сменных цилиндрах. По словам Чарльза Б. Фаулера, этот «цилиндр с выступающими штырями на поверхности оставался основным устройством для механического воспроизведения и воспроизведения музыки до второй половины девятнадцатого века». [20]

Бану Муса также изобрел автоматический флейтист , который, возможно, был первым программируемым устройством . [21] Звуки флейты создавались горячим паром, и пользователь мог настроить устройство на различные шаблоны, чтобы получить от него различные звуки. [22]

Практические инструменты [ править ]

Механический захват , [6] в частности, грейферный захват , [14] - оригинальное изобретение братьев Бану Муса, которое не упоминается ни в каких более ранних греческих произведениях. [6] Описанный ими захват использовался для извлечения объектов из-под воды, [3] и извлечения объектов из русел ручьев. [14]

Бану Муса также описал сильфоны, которые могут удалять загрязненный воздух из колодцев. [3] Они объяснили, что эти инструменты позволяют рабочему «на время спуститься в любой колодец, который он пожелает, и он не будет бояться этого, и это не повредит ему, если Бог пожелает, чтобы он был возвышен». [23]

Диспенсеры для воды [ править ]

В книге описывается диспенсер для горячей и холодной воды, в котором два выхода чередуются: один выпускает холодную воду, а другой - горячую, а затем многократно наоборот. Он также описывает сосуд с тазом у его бока, где, когда холодная вода наливается в верхнюю часть сосуда, она выливается изо рта фигуры в таз; когда в таз наливается горячая вода или другая жидкость, такое же количество холодной воды выливается изо рта фигуры. [3]

В книге также описан бойлер с краном для доступа к горячей воде . Вода нагревается за счет холодной воды, наливаемой в трубу, которая ведет к резервуару в нижней части котла, где вода нагревается огнем. Тогда человек может получить доступ к горячей воде из бойлера через кран. [17]

Другие устройства [ править ]

Некоторые из других устройств, описанных Бану Муса в своей книге, включают:

  • Механические устройства для уловки [14]
  • Лампа урагана [14]
  • Саморегулирующаяся лампа [14] (Ахмад ибн Муса ибн Шакир)
  • Самоподача лампы [14]

См. Также [ править ]

  • Бану Муса , авторы книги
  • Аль-Джазари , написавший книгу с похожим названием
  • Изобретения в средневековом исламе
  • Исламский золотой век
  • Физика в средневековом исламе
  • Наука и технологии в Иране

Заметки [ править ]

  1. ^ Беннисон, Амира К. (2009). Великие халифы: золотой век империи Аббасидов . Нью-Хейвен: издательство Йельского университета . п. 187 . ISBN 978-0-300-15227-2. Другой важной персидской линией, происходящей от астронома, были три брата Бану Муса, Мухаммад, Ахмад и Хасан, выходцы из северо-восточной провинции Хорасан.
  2. ^ Dimarogonas, 2000, стр. 15.
  3. ^ a b c d e f g Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , p. 44, ISBN 90-277-0833-9
  4. ^ Rosheim, 1994, стр. 9.
  5. Перейти ↑ Bunch, 2004, p. 107
  6. ^ a b c d e Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 21, ISBN 90-277-0833-9
  7. ↑ Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 13, 19, 23, ISBN 90-277-0833-9
  8. ^ a b c Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 23, ISBN 90-277-0833-9
  9. ^ a b Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 24, ISBN 90-277-0833-9
  10. ↑ Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 22, ISBN 90-277-0833-9
  11. ^ a b Ахмад И Хасан , Передача исламских технологий на Запад, часть II: Передача исламской инженерии, заархивированная 18 февраля 2008 г., на Wayback Machine
  12. ^ J. Adamy & А. Флемминг (ноябрь 2004 г.), "Мягкие элементы управления с переменной структурой: обзор" , Automatica , Эльзевир , 40 (11): 1821-1844, DOI : 10.1016 / j.automatica.2004.05.017
  13. ^ a b c Отто Майр (1970). Истоки управления с обратной связью , MIT Press .
  14. ^ a b c d e f g h i j k Дональд Рутледж Хилл , "Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке", Scientific American , май 1991 г., стр. 64-69. ( см. Дональд Рутледж Хилл , Машиностроение )
  15. ^ AFL Beeston, MJL Young, JD Latham, Роберт Бертрам Сержант (1990), Кембриджская история арабской литературы , Cambridge University Press , стр. 266, ISBN 0-521-32763-6
  16. ↑ Banu Musa (авторы), Donald Routledge Hill (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Kitāb al-ḥiyal) , Springer , стр. 23–4, ISBN 90-277-0833-9
  17. ^ a b Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 74–7, ISBN 90-277-0833-9
  18. ↑ Ancient Discoveries, Episode 12: Machines of the East , History Channel , получено 6 сентября 2008 г.
  19. ^ Бент Соренсен (ноябрь 1995), «История и последние достижения в области , использование энергии ветра», Годовой обзор энергетики и окружающей среды , 20 : 387-424, DOI : 10,1146 / annurev.eg.20.110195.002131
  20. ^ Фаулер, Чарльз Б. (октябрь 1967), «Музей музыки: история механических инструментов», журнал для преподавателей музыки, журнал для преподавателей музыки, Vol. 54, № 2, 54 (2): 45-49, DOI : 10,2307 / 3391092 , JSTOR 3391092 
  21. ^ Koetsier, Теун (2001), "О предыстории программируемых машин: музыкальные автоматы, ткацкие станки, калькуляторы", механизм и теория машина , Elsevier, 36 (5): 589-603, DOI : 10.1016 / S0094-114X (01) 00005-2 .
  22. ↑ Banu Musa (авторы), Donald Routledge Hill (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Kitāb al-ḥiyal) , Springer , стр. 76–7, ISBN 90-277-0833-9
  23. ↑ Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 240, ISBN 90-277-0833-9

Ссылки и дополнительная литература [ править ]

  • Букет, Брайан (2004). История науки и техники . Книги Houghton Mifflin. ISBN 0-618-22123-9 
  • Димарогонас, Эндрю Д. (2000). Машинное проектирование: подход САПР . Wiley-IEEE. ISBN 0-471-31528-1 
  • Хилл, Дональд Рутледж (транс). (1978). Книга гениальных устройств . Kluwer Academic Publishers. ISBN 90-277-0833-9 
  • Росхайм, Марк Э. (1994). Эволюция роботов: развитие антроботики . Wiley-IEEE. ISBN 0-471-02622-0 

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор ранней мусульманской техники контроля