Як римські акведуки піднімали воду на висоту – вчені дали пояснення.

Римські акведуки -- одні з найвизначніших пам'яток античного римського світу. Більшість цих систем використовували силу тяжіння для транспортування води, проте деякі могли підіймати воду вгору.

Одним з таких прикладів є римський акведук в Аспендосі на півдні Туреччини. Для того щоб підіймати воду, римські інженери використовували кілька методів, зокрема перевернуті сифони та механічні пристрої, пише Live Science.

У Аспендосі римський акведук, побудований у II столітті нашої ери, використовував інноваційні перевернуті сифони для перенаправлення води через долину. У подальшому дослідники відтворили цю систему, застосувавши технології віртуального моделювання.

Римляни збудували "основний резервуар" на одному кінці долини, а трохи нижче, на протилежному боці, розташувався "приймальний резервуар", відомий також як "випускний резервуар". Між цими двома водосховищами в долині були споруджені дві вежі. Спочатку вода текла по стрімкому схилу, створюючи тиск, який піднімав її вгору через першу вежу. Після цього вона спускалася по іншому схилу, перш ніж знову піднятися через другу вежу, щоб потрапити до приймального резервуара.

Уникнення потрапляння повітря в систему було ключовим аспектом її дизайну. Наявність повітряних кишень могла заважати нормальному потоку через перевернуті сифони, тому римляни вирішили зробити верхні та приймальні резервуари досить великими.

Джованні Де Фео, професор промислової інженерії в Університеті Салерно в Італії, зазначив, що така конструкція дозволяла повітряним бульбашкам безперешкодно підніматися на поверхню. "Коли потік потрапляв у досить простору камеру, його швидкість знижувалася, що давало можливість бульбашкам повітря підніматися вгору і виходити через відкритий верх споруди", -- пояснив Де Фео. Це, у свою чергу, зменшувало ймовірність утворення повітряних кишень всередині системи.

Проте римські інженери не завжди застосовували перевернуті сифони. Чарльз Ортлофф, науковий дослідник з антропологічного факультету Чиказького університету, підкреслив, що "в ситуаціях, коли римські інженери зустрічали долину, вони, замість створення сифону, зазвичай обирали спорудження мосту з верхнім каналом для перетворення долини".

Акведук у Сеговії, що розташований в Іспанії, є яскравим прикладом застосування цього підходу. Його величезна конструкція забезпечувала транспортування води через долину і дійшла до наших часів у відмінному стані. Таким чином, зведення мосту могло виявитися більш доцільним варіантом у порівнянні з будівництвом перевернутого сифона.

Римляни також застосовували механічні системи для підйому води з різними цілями. Одним з найвідоміших пристроїв був Архімедів гвинт, який іноді використовувався для підняття води з річок на поля. Цей винахід асоціюється з Архімедом, грецьким інноватором, який жив у III столітті до нашої ери.

За інформацією Ортлоффа, Архімедів гвинт здатен піднімати воду з нижчих рівнів річки на вищі території. У музеї давньогрецької техніки імені Котсанаса цей винахід представлений як дерев'яний вал, оточений вигнутими елементами з тонкої та гнучкої верби або лози. Разом вони формували безкінечний гвинт всередині дерев'яної труби.

Пристрій встановлювали у воду під кутом близько 30 градусів. Під час обертання гвинта він піднімав воду вгору, що робило його ефективним для перекачування рідини з нижчих рівнів на вищі, без необхідності повністю покладатися на силу тяжіння.

Водяні колеса також використовувалися як один із методів підйому води, зокрема в римських шахтах. Коли колесо оберталося, ковші захоплювали воду і піднімали її нагору.

Інший апарат іноді іменували насосом Ктесібія. Його активували вручну за допомогою дерев'яного важеля, який здійснював коливальні рухи. Пристрій складався з двох циліндрів, що з'єднувалися з центральною камерою через поршні, а вода викидалася через сопло, прикріплене до цієї камери.

Римські інженери створювали унікальні конструкції, які дозволяли долати вади рельєфу за допомогою мостів або перевернених сифонів. Завдяки використанню гвинтів, водяних коліс та насосів, вони мали можливість піднімати воду з нижчих рівнів. Незважаючи на те, що підняття води вгору становило значну інженерну задачу, римські майстри успішно забезпечували водопостачання в усі необхідні місця.