Nro 2116
HYDRAULINEN RAMby John H. Lienhard
Nykyään painovoima vastaan uskomaton keveys. Houstonin yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu esittelee tämän sarjan koneista, jotka saavat sivilisaatiomme toimimaan, ja ihmisistä, joiden nerokkuus loi ne.
Sain juuri tietää mitä yllättävimmän asian: Kuumailmapallon keksijä keksi myös itsestään toimivan hydraulisen rampin, enkä voi kuvitella kahta vastakkaisempaa asiaa. Sallikaa minun selittää hydraulinen pässi: Oletetaan, että meillä on vesisäiliö ja haluamme pumpata vettä sen yläpuolella olevaan paikkaan. Vesi ei virtaa ylämäkeen, mutta se voi tuottaa energiaa, kun se virtaa alamäkeen. Voisimme juoksuttaa sen alamäkeen turbiinin läpi tuottaaksemme energiaa pumppua varten.
Hydraulinen pässi on köyhän miehen korvike kalliille turbiinille. Vesi virtaa alaspäin putkea pitkin. Kun se karkaa alapäässä olevan venttiilin läpi, se saa tarpeeksi nopeutta laukaistakseen venttiilin yhtäkkiä kiinni. Kun tämä tapahtuu, paine putkessa nousee hyvin jyrkästi. Tämä avaa toisen venttiilin ja ajaa veden ulos sen kautta. Prosessi toistuu rytmikkäästi ja automaattisesti, jolloin kuuluu kova naksahdusääni. Se on ihanan kätevä pumppu, joka toimii säiliössä olevan veden potentiaalienergialla. Moottoria ei tarvita.
Tämä on hyvin kaukana kuumailmapalloista, mutta liitoskudos on tehty paperista. Joseph Montgolfier ja hänen nuorempi veljensä Étienne olivat paperitehtailija Pierre Montgolfierin poikia. Joseph oli ensiluokkainen itseoppinut mekaanikko, ja hänkin perusti paperitehtaan. Étienne opiskeli matematiikkaa ja arkkitehtuuria. Vuonna 1782 he alkoivat kokeilla paperista ja silkistä valmistettuja ilmapalloja. He tekivät esittelylennon Ludvig XVI:n edessä vuotta myöhemmin ja lennättivät sitten ihmisiä ilmapalloissaan. Sitten, kun ilmapalloilusta tuli Pariisin uusi katsojaurheilulaji, veljekset vetäytyivät siitä.
Herttainen Étienne palasi isänsä töihin. Hän yritti myös kehittää ilmapalloilun teoriaa. Ujo mekaanikko Joseph jatkoi muiden keksintöjen parissa — mutta mikään ei ollut niin arvokas kuin hydraulinen pässi. Ja hän loi sen alun perin paperitehtaalleen.
Eräs brittiläinen keksijä oli valmistanut vuonna 1772 alkeellisen hydraulisen rummun, mutta sen venttiilejä piti käsitellä käsin. Montgolfier teki valtavan parannuksen, kun hän loi pumpun, joka voitiin jättää toimimaan itsestään esimerkiksi maankuivatus- ja kunnostushankkeissa.
Se oli vuonna 1796. Vuotta myöhemmin Matthew Boulton, Boulton-Watt-höyrykoneiden valmistaja, hankki Montgolfierin puolesta brittiläisen patentin. Monet muut patentit seurasivat, ja hydraulisia pässejä käytettiin laajalti 1800-luvulla. Sähkömoottorit alkoivat lopulta korvata niitä. Mutta etsiessämme sopivaa teknologiaa kehitysmaita varten ne ovat tekemässä paluuta.
Montgolfierin veljekset olivat siis tutkimus vastakohdista. Nuori Étienne, intellektuelli, jolla oli vahva sosiaalinen vaisto – hän pääsi jopa politiikkaan. Ja Joseph, käytännön nero, joka liikkui kahden maailman välillä: hän käytti hyvin julkisesti katoavaa paperia ja kuumaa ilmaa toteuttaakseen ikivanhan unelman. Sitten hän kääntyi käyttämään rautaputken ruumiillista kiinteyttä ja raudan kovaa vettä käytännön tarpeisiimme – poissa näkyvistä ja poissa mielestä.
Olen John Lienhard Houstonin yliopistosta, jossa olemme kiinnostuneita siitä, miten kekseliäät mielet toimivat.
(Teemamusiikki)
W. A. Smeaton, Montgolfier, Étienne Jacques de & Montgolfier, Michel Joseph de, C. C. Gillispie, ed., Dictionary of Scientific Biography, Vol. IX (New York: Charles Scribner’s Sons, 1974). (Yllä oleva kuva Joseph Montgolfierista on peräisin National Air and Space Museumista.)Kehitysmaissa käytettäväksi kirjoitettu 1900-luvun ihmeellisen selkeä hydraulista pässiä käsittelevä teos on S. B. Watt, A Manual on the Hydraulic Ram for Pumping Water. (Silsoe, Bedford, UK: Intermediate Technology Development Group, 1975) Olen erittäin kiitollinen tälle lähteelle alla olevasta kaaviokuvasta.
Vrt. myös: http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram
Halpa hydraulinen ramppi, joka voidaan valmistaa tavallisista hyllystä saatavista osista.The Engines of Our Ingenuity is Copyright © 1988-2006 by John H. Lienhard.
