Римская инженерия

Реконструкция римского Полиспаста высотой 10,4 м (34 фута) в Германии

В древние римляне были известны своими передовыми инженерными достижениями. Технология водоснабжения городов была разработана на востоке, но римляне преобразовали ее в технологию, которую невозможно представить себе в Греции. Архитектура, используемая в Риме, находилась под сильным влиянием греческих и этрусских источников.

В то время дороги были обычным явлением, но римляне улучшили их дизайн и усовершенствовали конструкцию до такой степени, что многие из их дорог используются и сегодня. Их достижения превзошли большинство других цивилизаций своего времени и после своего времени, и многие из их структур выдержали испытание временем, чтобы вдохновлять других, особенно в эпоху Возрождения . Более того, их вклад был подробно описан такими авторами, как Плиний Старший , поэтому есть печатные записи об их многочисленных изобретениях и достижениях.

Акведуки [ править ]

Акведук Сеговии , Испания.

Каждый день по 11 различным акведукам в Рим доставлялось 1000 кубометров (260 000 галлонов США) воды . Потребление воды на душу населения в Древнем Риме соответствовало показателям современных городов, таких как Нью-Йорк или современный Рим. Большая часть воды предназначалась для общественного пользования, например, для ванн и канализации. De aquaeductu - это окончательный двухтомный трактат по римским акведукам I века, написанный Фронтином .

Акведуки могут простираться от 10–100 км (10–60 миль) в длину и обычно спускаются с высоты 300 м (1000 футов) над уровнем моря у источника до 100 м (330 футов), когда они достигают водохранилищ вокруг город. Римские инженеры использовали перевернутые сифоны для перемещения воды через долину, если они сочли непрактичным строительство возвышающегося акведука. Римские легионы несли большую ответственность за строительство акведуков. Обслуживание часто выполняли рабы. ^[1]

Римляне были одними из первых цивилизаций, которые использовали силу воды. Они построили одни из первых водяных мельниц за пределами Греции для измельчения муки и распространили технологию строительства водяных мельниц по всему Средиземноморскому региону. Известный пример имеет место в Барбегале на юге Франции, где не менее 16 мельниц, построенных на склоне холма, обрабатывались одним акведуком, а выход из одного водопровода питал мельницу внизу каскадом.

Они также обладали навыками горного дела, строительства акведуков, необходимых для поставки оборудования, используемого для добычи металлических руд, например, гидравлической добычи , и строительства резервуаров для удержания воды, необходимой в шахте. Известно, что они также могли строить и эксплуатировать горное оборудование, такое как дробильные мельницы и машины для обезвоживания. Вертикальные колеса большого диаметра римского производства для подъема воды были выкопаны в шахтах Рио-Тинто на юго-западе Испании. Они принимали активное участие в разработке золотых ресурсов, например, в Долокоти на юго-западе Уэльса и на северо-западе Испании, стране, где добыча золотаполучил очень большое развитие в начале первого века нашей эры, например, в Лас-Медулас .

Мосты [ править ]

Римские мосты были одними из первых когда-либо построенных больших и долговечных мостов. Они были построены из камня с использованием арки в качестве основной конструкции. Также наиболее часто используемый бетон. Построенный в 142 году до нашей эры мост Эмилия , позже названный Понте Ротто (сломанный мост), является старейшим римским каменным мостом в Риме, Италия.

Самым большим римским мостом был мост Траяна через нижний Дунай, построенный Аполлодором Дамаскинским и просуществовавший более тысячелетия; самый длинный из построенных мостов как по габаритной длине, так и по длине пролета. Обычно они находились на высоте не менее 18 метров над водоемом.

Примером строительства временного военного моста являются два моста через Цезарь через Рейн .

Плотины [ править ]

Римляне построили множество плотин для сбора воды, например, дамбы Субиако , две из которых питали Анио Новус , крупнейший акведук, снабжающий Рим. Одна из плотин Субиако считается самой высокой из когда-либо обнаруженных или предполагаемых. Они построили 72 плотины в Испании, например, в Мериде , и многие другие плотины известны по всей империи. В одном месте, Монтефурадо в Галисии , они, кажется, построили плотину через реку Сил, чтобы обнажить россыпные месторождения золота в русле реки. Это место находится недалеко от впечатляющего римского золотого рудника Лас Медулас .

Несколько земляных плотин известно из Британии, в том числе хорошо сохранившийся образец из римского Ланчестера, Лонговициум , где , судя по грудам шлака, найденным на этом месте в северной Англии , он мог использоваться в промышленных масштабах кузнечного дела или плавки . Резервуары для хранения воды также распространены вдоль систем акведуков, и многочисленные примеры известны только на одном участке, золотых приисках в Долаукоти в западном Уэльсе . Каменные дамбы были обычным явлением в Северной Африке для обеспечения надежного водоснабжения из вади за многими поселениями.

Архитектура [ править ]

Здания и архитектура Древнего Рима впечатляли даже по современным меркам. Цирк Maximus , к примеру, был достаточно велик , чтобы использовать в качестве стадиона. Колизей также обеспечивает пример римской архитектуры в его самом прекрасном. Один из многих стадионов, построенных римлянами, Колизей демонстрирует арки и изгибы, обычно связанные с римскими зданиями.

Пантеон в Риме до сих пор стоит памятник и могилу, и Термы Диоклетиана и термы Каракаллы отличаются их сохранности, бывший до сих пор обладающих нетронутыми куполов . Такие массивные общественные здания были скопированы во многих провинциальных столицах и городах по всей империи, а общие принципы их проектирования и строительства описаны Витрувием, написанным на рубеже тысячелетий в его монументальной работе De Architectura .

Технология, разработанная для ванн, была особенно впечатляющей, особенно широкое использование гипокауста для одного из первых типов центрального отопления, разработанных повсеместно . Это изобретение использовалось не только в больших общественных зданиях, но и в домашних постройках, таких как многие виллы, построенные по всей Империи.

Материалы [ править ]

Чаще всего использовались кирпич , камень или кладка , цемент , бетон и мрамор . Кирпич бывает разных форм. Изогнутые кирпичи использовались для строительства колонн, а треугольные кирпичи использовались для строительства стен.

Мрамор был в основном декоративным материалом. Август Цезарь однажды хвастался, что он превратил Рим из кирпичного города в город из мрамора. Первоначально римляне привезли мрамор из Греции, но позже нашли свои карьеры в северной Италии.

Цемент был сделан из гашеной извести (оксида кальция), смешанной с песком и водой. Римляне обнаружили, что замена или добавление в песок пуццолановой добавки , такой как вулканический пепел, дает очень твердый цемент, известный как гидравлический раствор или гидравлический цемент . Они широко использовали его в таких сооружениях, как здания, общественные бани и акведуки, обеспечивая их выживание в современную эпоху.

Дороги [ править ]

Римские дороги были построены таким образом, чтобы не подвергаться наводнениям и другим опасностям окружающей среды. Некоторые дороги, построенные римлянами, используются до сих пор.

Существовало несколько вариантов стандартной римской дороги. Большинство дорог более высокого качества состояли из пяти слоев. Нижний слой, названный pavimentum , был толщиной в один дюйм и сделан из строительного раствора. Выше были четыре слоя кладки. Слой непосредственно над павиментом назывался статуем . Он был толщиной в один фут и был сделан из камней, связанных между собой цементом или глиной.

Выше были рудены , сделанные из десяти дюймов утрамбованного бетона. Следующий слой, ядро , состоял из от двенадцати до восемнадцати дюймов последовательно уложенных и прокатанных слоев бетона. Поверх руденов кладут Summa crusta из силекса или многоугольных плит лавы, диаметром от одного до трех футов и толщиной от восьми до двенадцати дюймов. Окончательная верхняя поверхность была сделана из бетона или хорошо выглаженной и подогнанной кремня.

Обычно, когда дорога встречает препятствие, римляне предпочитают спроектировать решение препятствия, а не перенаправлять дорогу вокруг него: мосты строились через водные пути всех размеров; заболоченная земля была обработана путем строительства эстакад с прочным фундаментом; холмы и выходы на поверхность часто прорезались или проходили через них, а не избегали их (туннели были сделаны из квадратного блока твердых пород).

Горное дело [ править ]

Римляне были первыми, кто начал разработку месторождений полезных ископаемых с использованием передовых технологий, особенно с использованием акведуков, чтобы доставлять воду с больших расстояний для облегчения операций на устье карьера. Их технологии наиболее заметны на таких участках в Великобритании, как Долаукоти, где они разрабатывали месторождения золота с по крайней мере 5 длинными акведуками, пересекающими прилегающие реки и ручьи. Они использовали воду для поиска руды, выпустив волну воды из резервуара, чтобы очистить почву и таким образом обнажить коренную породу с любыми прожилками, открытыми для обзора. Они использовали тот же метод (известный как замалчивание ) для удаления пустой породы, а затем для закалки горячих камней, ослабленных поджиганием .

Такие методы могли быть очень эффективными при открытых горных работах, но поджигание было очень опасным при использовании в подземных выработках. Они были сокращены с введением взрывчатых веществ , хотя гидравлическая добыча все еще используется на аллювиальных оловянных рудах. Они также использовались для производства контролируемой подачи для промывки дробленой руды. Весьма вероятно, что они также разработали штамповочные мельницы с водяным приводом для дробления твердой руды, которую можно было промыть для сбора тяжелой золотой пыли.

На аллювиальных рудниках они широко применяли свои гидравлические методы добычи , такие как Лас Медулас на северо-западе Испании. Следы танков и акведуков можно найти на многих других древнеримских рудниках. Эти методы очень подробно описаны Плинием Старшим в его « Naturalis Historia» .

Он также описал глубокую подземную добычу и упоминает о необходимости обезвоживания выработок с помощью гидравлических колес с обратным промахом , и реальные примеры были найдены во многих римских шахтах, обнаруженных во время более поздних попыток добычи. Медные рудники в Рио-Тинто были одним из источников таких артефактов, где в 1920-х годах было найдено 16 копий. Они также использовали архимедовы винты для удаления воды аналогичным образом.

Военная инженерия [ править ]

Инженерное дело также укоренилось в римских вооруженных силах, которые, среди прочего, строили форты, лагеря, мосты, дороги, пандусы, частоколы и осадное оборудование. Одним из наиболее ярких примеров строительства военных мостов в Римской республике был мост Юлия Цезаря через реку Рейн . Этот мост был построен всего за десять дней специальной командой инженеров. Их подвиги в дакийских войнах при Траяне в начале 2 века нашей эры записаны на колонне Траяна в Риме.

Армия также принимала активное участие в добыче золота и, вероятно, построила обширный комплекс пластов и цистерн на римском золотом руднике Долаукоти в Уэльсе вскоре после завоевания региона в 75 году нашей эры.

Энергетика [ править ]

Технология водяного колеса была развита до высокого уровня в римский период, факт, подтвержденный как Витрувием (в De Architectura ), так и Плинием Старшим (в Naturalis Historia ). Самый большой комплекс водяных колес существовал в Барбегале недалеко от Арля , где это место питалось каналом от основного акведука, питающего город. По оценкам, это место состояло из 16 отдельных водяных колес, расположенных двумя параллельными линиями на склоне холма. Отток из одного колеса стал входом в следующее колесо последовательности.

В двенадцати километрах к северу от Арля, в Барбегале, недалеко от Фонвьей , где акведук дошел до крутого холма, акведук питал ряд параллельных водяных колес, которые приводили в действие мельницу . К северу от мельничного комплекса соединяются два акведука и шлюз, позволяющий операторам контролировать подачу воды в комплекс. Сохранились значительные остатки каменной кладки водоводов и фундаментов отдельных мельниц, а также лестница, поднимающаяся на холм, на которой построены мельницы. Мельницы, по-видимому, работали с конца 1-го века примерно до конца 3-го века. ^[3] Мощность мельниц оценивается в 4,5 тонны муки.в день, этого достаточно, чтобы обеспечить хлебом 12 500 жителей, населявших в то время город Арелате. ^[4]

Лесопильного Хиераполис был Роман водяного камня лесопильного завода в Иераполисе , Малой Азии (современная Турция ). Встречается ко второй половине 3 - го века н.э., ^[5] лесопильная являются самой ранней известной машиной совместить рукоятку с шатуном . ^[6]

Маунтвь показана на возвышение рельефа на саркофаге Марка Аврелия Ammianos, местного мельник . Водяной питается от гонки стана показан питание два кадров пилы с помощью зубчатой передачи режущей прямоугольных блоков. ^[7]

Другие кривошипно-шатунные механизмы без зубчатой ​​передачи археологически засвидетельствованы для каменных лесопилок с водным приводом в VI веке нашей эры в Герасе , Иордания , и Эфесе , Турция. ^[8] Литературные ссылки водяных мраморных пил в Трире , в настоящее время Германия , можно найти в Децимах Магны Авсониях 'в.н.э. стихотворение поздно четвёртой Mosella . Они свидетельствуют о разнообразном использовании гидроэнергии во многих частях Римской империи . ^[9]

Комплекс мельниц также существовал на Яникуле в Риме, питаемом Аква Траяна . В стенах Аврелия были выполнены в горе , по- видимому , чтобы включить водяные мельницы для измельчения зерна на обеспечение хлеб муки для города. Таким образом, мельница, вероятно, была построена одновременно или до того, как были построены стены императором Аврелианом (годы правления 270–275 гг. Н.э.). Мельницы питались от акведука, где он спускался с крутого холма. ^[10]

Таким образом, это место напоминает Барбегал , хотя раскопки в конце 1990-х годов предполагают, что они могли быть недооценены, а не промахнуты. Мельницы использовались в 537 году нашей эры, когда готы, осаждающие город, перекрыли им водоснабжение. Однако впоследствии они были восстановлены и, возможно, оставались в эксплуатации, по крайней мере, до времен папы Григория IV (827–44). ^[11]

Сообщается о многих других местах со всей Римской империи , хотя многие из них еще не раскопаны.

См. Также [ править ]

• De Architectura
• De aquaeductu
• Frontinus
• Список римских водяных мельниц
• Naturalis Historia
• Плиний Старший
• Римское земледелие
• Римские акведуки
• Римская металлургия
• Римское горное дело
• Римская техника
• Витрувий

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

• Дэвис, Оливер (1935). Римские рудники в Европе . Оксфорд.
• Хили, AF (1999). Плиний Старший по науке и технике . Оксфорд: Кларендон.
• Ходж, Т. (2001). Римские акведуки и водоснабжение (2-е изд.). Дакворт.
• Ритти, Туллия; Греве, Клаус; Кессенер, Пол (2007), «Рельеф водяной каменной пилы на саркофаге в Иераполе и его последствия», Journal of Roman Archeology , 20 : 138–163
• Смит, Норман (1972). История плотин . Цитадель Пресс.

Дальнейшее чтение [ править ]

• Куомо, Серафина. 2008. «Древние письменные источники по технике и технике». В Оксфордском справочнике техники и технологий в классическом мире . Под редакцией Джона П. Олесона, 15–34. Нью-Йорк: Oxford Univ. Нажмите.
• Грин, Кевин. 2003. «Археология и технологии». В спутнике археологии . Под редакцией Джона Л. Бинтлиффа, 155–173. Оксфорд: Блэквелл.
• Хамфри, Джон В. 2006. Древние технологии . Вестпорт, Коннектикут: Гринвуд.
• Макнил, Ян, изд. 1990. Энциклопедия истории техники . Лондон: Рутледж.
• Олесон, Джон П., изд. 2008. Оксфордский справочник техники и технологии в классическом мире . Нью-Йорк: Oxford Univ. Нажмите.
• Рилл, Трейси Э. 2013. Технология и общество в древнегреческом и римском мирах . Вашингтон, округ Колумбия: Американское историческое общество.
• Уайт, Кеннет Д. 1984. Греческие и римские технологии . Итака, Нью-Йорк: Cornell Univ. Нажмите.