Wynalazki, które wyprzedziły swój czas [cz. 1]

Wiele przełomowych urządzeń i wynalazków nie miało szczęścia – pojawiły się w niewłaściwych okolicznościach i czasie. Silnik odrzutowy w pierwszych dwupłatowcach czy baterie sprzed ponad 2 tys. lat musiały cierpliwie czekać, by dostrzeżono ich potencjał, dopracowano technologię i wykorzystano po raz kolejny. Oto wynalazki, które nie trafiły w swój czas.

Silnik odrzutowy

Przełomowy wynalazek, który od ponad pół wieku stanowi najpowszechniejszy napęd samolotów na całym świecie jest starszy, niż mogłoby się wydawać. W wielu opracowaniach na temat silników odrzutowych można znaleźć informacje, że prace nad ich wykorzystaniem w lotnictwie rozpoczęto w latach 30 XX wieku.

To tylko częściowo prawda. Prace prowadzone w latach 30 miały nie tylko mocną podbudowę naukową, ale również stosowne zaplecze technologiczne, pozwalające na opracowanie stosunkowo bezpiecznych (jak na tamtą epokę!) silników i powstanie takich ikon lotnictwa, jak Messerschmitt Me-262.

Okazuje się jednak, że pomysł zastosowanie silnika odrzutowego jest niewiele młodszy od samego samolotu. Już w 1910 roku rumuński inżynier Henri Coandă skonstruował samolot Coandă 1910, znany również jako Coandă1.

Jak na rok powstania była to maszyna niezwykle zaawansowana. Po raz pierwszy w historii zastosowano konstrukcję mieszaną w postaci skrzydeł ze szkieletem ze stalowych rurek, dopracowano również aerodynamikę – zaokrąglone końcówki skrzydeł zmniejszały ryzyko przeciągnięcia.

Nietypowy był również układ skrzydeł. Górne skrzydło było szersze i dłuższe od dolnego, a na dodatek umieszczono je nieco z przodu, co zmniejszało opór powietrza – ponownie rozwiązanie to zastosowano dopiero po kilku latach pod koniec pierwszej wojny światowej.

Najważniejszą innowacją, wprowadzaną przez samolot był jednak jego napęd. Choć od pierwszego lotu braci Wright minęło dopiero 7 lat, Coandă 1910 został wyposażony w silnik odrzutowy! Umieszczony w samolocie silnik tłokowy napędzał sprężarkę, tłoczącą powietrze do komór spalania, gdzie wtryskiwano paliwo, a rozprężające się gazy wytwarzały ciąg 2,2 kN. Dla porównania – oblatany w 1939 roku  He 178, uznawany za pierwszy samolot turboodrzutowy, miał silnik zaledwie o połowę mocniejszy.

Coandă 1910 oderwał się od ziemi, jednak konstruktor nie przewidział zagrożenia ze strony płomieni wydobywających się z silnika, które nie wydostawały się z niego prosto, ale przyklejały się do kadłuba (tzw. efekt Coandy). Po kilku sekundach lotu kadłub samolotu zapalił się i Coandă 1910 spadł na ziemię. Pilot i wynalazca przeżył, jednak na ponowne, praktyczne wykorzystanie silników odrzutowych trzeba było poczekać jeszcze 30 lat.

Mechanizm z Antykithiry

Na początku XX wieku grecki nurek Elias Stadiatos odkrył wrak starożytnego okrętu. Wrak, wraz z okolicznymi przedmiotami, został wydobyty na powierzchnię. Wśród znalezionych wówczas przedmiotów archeolodzy dostrzegli dziwne, skorodowane bryły z brązu, które po bardziej wnikliwych oględzinach okazały się częścią XV-wiecznego zegara, który jakimś dziwnym zrządzeniem losu spadł w głębinę dokładnie na starożytny statek.

Badania przeprowadzone w kolejnych latach ujawniły niezwykłą prawdę. To, co klasyfikowano jako nowożytny zegar, okazało się nietypowym mechanizmem o niebywałym stopniu komplikacji.

Przeprowadzane na przestrzeni dziesięcioleci, wnikliwe badania wykorzystujące nowe zdobycze nauki doprowadziły w końcu do odkrycia sekretów starożytnego znaleziska. Wykorzystano m.in. tomograf komputerowy, dzięki któremu udało się odtworzyć wewnętrzny wygląd urządzenia.

Brązowa bryła to w rzeczywistości niezwykle precyzyjny mechanizm, składający się z 37 kół zębatych. Choć datuje się go na II wiek p n.e., precyzja wykonania odpowiada technologii, opracowanej niemal 2 tys. lat później! Niebywałe umiejętności starożytnych konstruktorów stają się jeszcze donioślejsze, gdy spojrzymy na wielkość mechanizmu, który mieści się w prostopadłościanie o wymiarach 33x17x9 centymetrów!

Liczba funkcji jest imponująca: napędzany korbą mechanizm pokazywał ruchy pięciu znanych w starożytności planet i Słońca, fazy Księżyca, pozwalał przewidywać zaćmienia, wschody i zachody ważniejszych gwiazd, uwzględniał lata przestępne, umożliwiał synchronizowane kalendarza słonecznego z księżycowym i wyznaczanie dat olimpiad.

Kto był  twórcą tego niezwykłego dzieła? Wśród potencjalnych geniuszy mechaniki wskazuje się m.in. Hipparcha. Niektóre poszlaki wskazują również na Archimedesa, który wprawdzie żył wiek przed powstaniem mechanizmu z Antykithiry, ale mógł być wynalazcą i pomysłodawcą wykonania tego urządzenia. Pewną poszlaką są również pionierskie prace Archimedesa, związane z wykorzystaniem kół zębatych.

Badania lingwistyczne (napisy na mechanizmie liczą blisko 2 tys. znaków) wskazują, że inskrypcje na urządzeniu zostały zapisane w dialekcie, jakim mówili Grecy zamieszkujący Sycylię. Archimedes część swojego życia Archimedes spędził w sycylijskich Syrakuzach, ginąc podczas zdobywania tego miasta przez Rzymian.

Wiadomo, że już sto lat później starożytni Rzymianie nie byli w stanie skonstruować równie precyzyjnego mechanizmu. Pierwsze planetarium o podobnej złożoności i sposobie działania skonstruowano dopiero na początku XVIII wieku.

Choć skonstruowano różne repliki tego mechanizmu, wyjątkowo ciekawa wydaje mi się najmniej typowa z nich. Działanie Mechanizu z Antykithiry zostało odtworzone za pomocą konstrukcji z klocków Lego (w innym artykule możecie zobaczyć, jak działa pozytywka z klocków Lego).