Архимедовият винт, наричан също и винт на Архимед, хидродинамичен винт, воден винт или египетски винт, е една от най-ранните документирани хидравлични машини. Наречен е така на гръцкия математик и инженер Архимед (287—212 г. пр. н. e.), който за първи път го описва около 234 г. пр.н.е., въпреки че устройството е разработено в Египет по-рано през века. Това е реверсивна хидравлична машина, която може да работи както като помпа, така и като електрогенератор. Архимедовият винт става прототип на шнека – прът с непрекъсната спирална повърхност по надлъжната ос.

Принцип на действие

Устройството се състои от куха тръба, наклонена под ъгъл спрямо хоризонта, с винт вътре. Изобретен е от Архимед около 250 г. пр.н.е. или по-рано в Гърция. Винтът може да се представи като наклонена равнина, навита на цилиндър.

Винтът обикновено се върти от вятърно колело или ръчно. Когато долният край на тръбата се върти, той събира определен обем вода. Това количество вода ще се плъзга нагоре по спиралната тръба, докато валът се върти, докато накрая не се излее от горната част на тръбата, за да захранва напоителната система.

Контактната повърхност между винта и тръбата не е необходимо да бъде напълно водонепроницаема, тъй като при всяко завъртане се засмуква относително голямо количество вода спрямо ъгловата скорост на винта. Също така, водата, изтичаща от горната част на винта, попада в предишната секция и така нататък, като по този начин се постига динамично равновесие в машината, което предотвратява намаляване на механичната ефективност.

„Винтът“ не е необходимо да се върти вътре в неподвижна обвивка, а може да се върти с нея като едно цяло. Винтът може да бъде херметически свързан със смола или друго свързващо вещество към обвивката или отлят от бронз като едно цяло с обвивката, както някои изследователи предполагат, че е правено в устройствата, напояващи Висящите градини на Вавилон. Изображения на древногръцки и римски водни винтове показват, че винтът е бил задвижен от човек, стъпил върху външната обвивка, за да завърти целия апарат като едно цяло, което е изисквало корпусът да бъде здраво закрепен към винта.

_{Архимедов винт в шведското село Хусеби (Credit: Carlito20, Public domain, via Wikimedia Commons)}

Приложения

Архимедовият винт исторически е бил използван за повдигане на вода в напоителни канали. Освен това, това устройство е било използвано и за отвоюване на земя от морето в Холандия и другаде при създаването на полдери. Участък от морето е бил блокиран от язовир и водата е била отстранена от него, с което е започнал процесът на отводняване на земята за използване в селското стопанство.

Архимедовите винтове са били използвани в пречиствателни станции за отпадъчни води, защото се справят добре с различни дебити и със суспензии.

Същият принцип може да се види в „пескалаторите“ –Архимедови винтове, предназначени за безопасно повдигане на риба от водоеми. Тази технология се използва главно в рибни люпилни (рибни ферми), тъй като позволява транспортирането на риба без нараняване.

Архимедовият винт е лесно разпознаваем като гребевн винт на водноструйно витло. Тук винтът на Архимед е представен почти непроменен.

В автомобилното инженерство Архимедовите винтове могат да се използват вместо колела. Принципът на движение на шнеково-роторно превозно средство за всякакъв терен е прост. Машината е оборудвана с два или повече ротора, съосни с посоката на движение – Архимедови винтове. При въртене те се отблъскват от кашеста или течна субстанция, по която се движи всъдеходът, и го придвижват напред.

Шнекоходът не се спира през нищо. Там, където блатно превозно средство с огромни безкамерни гуми заседне, където плавателен съд с въздушна възглавница не може да премине поради неравен терен, шнекоходът бавно, но сигурно ще си проправи път напред. За спасителни операции в условия, например, на северни блата, той може да се превърне в незаменим помощник. Освен това кухите ротори-шнекове могат да служат като поплавъци, превръщайки всъдехода в амфибия. Основният недостатък е пълната невъзможност на шнекоходът да се движи дори по леко твърда повърхност. Веднага щом шнекът „усети“ земята, превозното средство започва да се отклонява настрани и да се тресе. Изглежда, че това може лесно да се избегне, като се направи кабината на всъдехода въртяща се. Оставете го да се движи по оста X върху шнековете и се търкаля по оста Y по пътя. Но, уви, това не може да се направи, защото шнековете просто ще се срутят от търкаляне, губейки присъщите си свойства на Архимедовия винт. А ако бъдат направени свръхздрави, шнекоходът ще смачква асфалт или други повърхности. Има и друг недостатък: изключително ниската скорост с високи разходи за енергия. Именно невъзможността за съществуване на шнекоподът като самостоятелна транспортна единица е попречила на подобни превозни средства за висока проходимост да получат широко разпространение. В този изключително тесен сегмент, където са незаменими, те го правят просто: качват шнекохода в задната част на друго превозно средство и го пускат във вода или кал.