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Die dampfbetriebene Taube von Archytas – die Flugmaschine der Antike

Die dampfbetriebene Taube von Archytas – die Flugmaschine der Antike

Archytas war ein altgriechischer Philosoph, der 428 v. Chr. in Tarent, Magna Graecia (heute Süditalien) geboren wurde. Archytas war nicht nur Philosoph, sondern auch Mathematiker, Astronom, Staatsmann und Stratege. Er ist bekannt für die Erfindung des ersten selbstfahrenden Fluggeräts, der sogenannten Flying Pigeon.

Als Archytas jung war, wurde er von Philolaus unterrichtet. Er wurde Pythagoräer, da er glaubte, dass nur die Arithmetik eine Grundlage für befriedigende Beweise liefern könne, und dass dies nicht über die Geometrie erreicht werden könne. Er lehrte Eudoxus von Knidos und Menaechmus Mathematik. Für Archytas drehte sich alles um Mathematik und konnte durch Mathematik erklärt werden. Er betrachtete die Mathematik als in vier Zweige unterteilt: Geometrie, Arithmetik, Astronomie und Musik. In einem Vorwort zu einer seiner Schriften (von einigen als „Über Mathematik“ und andere als „Über Harmonische“ bezeichnet) schrieb Archytas:

Mathematiker scheinen mir ein ausgezeichnetes Urteilsvermögen zu haben, und es ist überhaupt nicht verwunderlich, dass sie über die Einzelheiten, die sie haben, richtig nachdenken; denn insofern sie die Physik des Universums ausgezeichnet erkennen können, haben sie wahrscheinlich auch eine ausgezeichnete Perspektive auf die Einzelheiten, die es sind. Tatsächlich haben sie uns ein scharfes Urteilsvermögen über die Geschwindigkeiten der Sterne und ihren Auf- und Untergang vermittelt, sowie über Geometrie, Arithmetik, Astronomie und nicht zuletzt Musik. Diese scheinen Schwesterwissenschaften zu sein, denn sie befassen sich mit den ersten beiden verwandten Seinsformen [Zahl und Größe].

Archytas hat in Führungspositionen gute Dienste geleistet. An einem Punkt wurden die Pythagoräer angegriffen und vertrieben, so dass nur die Stadt Tarent übrig blieb. Archytas wurde ein Anführer der Pythagoräer in Tarent und versuchte, die griechischen Städte in ihrem Gebiet zu vereinen, um eine Allianz gegen nichtgriechische Nachbarn zu bilden. Obwohl nach dem Gesetz von Tarent eine Person nur ein Jahr lang den Posten des Oberbefehlshabers bekleiden konnte, wurde Archytas sieben Jahre in Folge in dieses Amt gewählt. Während dieser Zeit war er eng mit Platon befreundet, und es wird angenommen, dass er Platon auf einmal das Leben rettete.

Archytas von Tarent. Bildquelle: Wikipedia

Als wichtigster Beitrag von Archytas wird gesagt, dass er der Begründer der mathematischen Mechanik war. Er war der Erfinder der sogenannten „ersten autonomen flüchtigen Maschine der Antike“ – der fliegenden Taube. Die dampfbetriebene Flying Pigeon von Archytas war für seine Zeit eine hochentwickelte Erfindung. Es wurde die fliegende Taube genannt, weil seine Struktur einem Vogel im Flug ähnelte. Es war aus Holz gebaut und war eine der ersten Studien über das Fliegen von Vögeln.

Der leichte Körper der Flying Pigeon war hohl mit zylindrischer Form, mit Flügeln zu beiden Seiten und kleineren Flügeln nach hinten. Die Vorderseite des Objekts war spitz wie ein Vogelschnabel. Die Form der Struktur war sehr aerodynamisch, für maximale Flugweite und Geschwindigkeit. Das Heck der Flying Pigeon hatte eine Öffnung, die zur inneren Blase führte. Diese Öffnung wurde mit einem beheizten, luftdichten Kessel verbunden. Als der Kessel immer mehr Dampf erzeugte, überstieg schließlich der Druck des Dampfes den mechanischen Widerstand der Verbindung und die fliegende Taube flog in die Luft. Der Flug ging über mehrere hundert Meter weiter. Die fliegende Taube wird manchmal als der erste Roboter bezeichnet.

Klicken Sie hier für eine Rekonstruktion, die zeigt, wie die Wurftaube ausgesehen hätte.

Es wird angenommen, dass Archytas 347 v. Chr. bei einem Schiffbruch in der Nähe der Küste von Mattinata starb. Sein Körper lag unbegraben, bis ein Matrose eine Handvoll Sand darauf warf, damit Archytas nicht hundert Jahre auf dieser Seite des Styx wandern musste. Diese Geschichte wurde nie bestätigt. Auch nach seinem Tod leben die Werke von Archytas weiter. Seine bedeutenden Beiträge zur Mathematik und Mechanik sind bis heute von Nutzen. Obwohl das Ausmaß seiner philosophischen Beziehungen nicht bekannt ist, wird gesagt, dass Archytas die Werke von Platon und Aristoteles beeinflusst hat. Ihm zu Ehren wurde ein Krater auf dem Mond Archytas genannt. Es ist klar, dass seine Beiträge zur modernen Gesellschaft, einschließlich mathematischer Fortschritte und der fliegenden Taube, bedeutend waren.

Ausgewähltes Bild: Die dampfbetriebene Flugtaube von Archytas. Bildquelle .

Quellen:

Archytas - Stanford Encyclopedia of Philosophy. Verfügbar unter: http://plato.stanford.edu/entries/archytas/

Archytas von Tarentum - The MacTutor History of Mathematics Archiv. Verfügbar unter: http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Archytas.html

Die fliegende Taube von Archytas – Museum für antike griechische Technologie. Verfügbar unter: http://kotsanas.com/gb/exh.php?exhibit=2001001

Archytas – Wikipedia. Verfügbar unter: http://en.wikipedia.org/wiki/Archytas

Der erste Roboter, der 400 v. Chr. hergestellt wurde, war eine dampfbetriebene Taube – Mental Floss. Erhältlich unter: http://mentalfloss.com/article/13083/first-robot-created-400-bce-was-steam-powered-pigeon

Von Herrn Reese


Eine kurze Geschichte der Robotervögel

Unser kürzlich veröffentlichter Beitrag zur Geschichte der Kuckucksuhr inspirierte einige Untersuchungen zu anderen Beispielen früher Robotervögel ohne Zeitmessung. Seit Jahrhunderten sind Vögel, insbesondere Tauben und Kanarienvögel, ein beliebtes Motiv für Erfinder und Ingenieure, die mit frühen mechanischen Systemen und Robotik experimentieren. Nehmen Sie zum Beispiel Bubo, die uralte Uhrwerk-Eule aus dem Film von 1981 Kampf der Titanen. Bubo wurde von Hephaistos geschmiedet, um Perseus bei seiner Suche zu helfen, und Bubo war natürlich rein fiktiv. Es gab jedoch, tatsächlich Vogelautomaten in tatsächlich antikes Griechenland.

Das früheste Beispiel stammt aus dem Jahr 350 v. u. Z. als der Mathematiker Archytas von Tarent, dem einige die Erfindung der Wissenschaft der Mechanik zugeschrieben werden, eine mechanische Holztaube geschaffen haben soll, die mit den Flügeln schlagen und bis zu 200 Meter weit fliegen kann, angetrieben von einer Art Druckluft oder einer internen Dampfmaschine .Die Erfindung von  Archytas wird oft als der erste Roboter bezeichnet, und angesichts der jüngsten technologischen Fortschritte könnten wir ihn vielleicht sogar als die erste Drohne betrachten, die allererste Maschine, die zum autonomen Fliegen fähig ist. Über die antike mechanische Taube sind nur sehr wenige Details bekannt, aber es ist wahrscheinlich, dass sie mit einem Seil verbunden war und mit Hilfe einer Rolle und eines Gegengewichts flog. Dieser frühe Aufziehvogel wurde einige hundert Jahre später auf den Seiten eines wissenschaftlichen Textes von einem Mathematiker, Hero of Alexandria, aufgezeichnet.

Drei Beispiele für pneumatische Vögel, die von Hero of Alexandria entworfen wurden (Bild: Die Pneumatik des Helden von Alexandria)

In seiner Abhandlung über Pneumatik skizzierte Hero auch seine eigenen Entwürfe für verschiedene Arten von künstlichen Vögeln, die sich als Reaktion auf fließendes Wasser bewegen und singen konnten, das Luft durch kleine Rohre und Pfeifen drückte, die in seinen geschnitzten Vögeln verborgen waren. Aus diesen Grundkonstruktionen wuchs das Interesse und die Intrigen rund um mechanische Vögel und Automaten im Allgemeinen erst im Laufe der Jahrhunderte.

Einschub: da Vincis Skizze eines mechanischen Vogels. Hauptbild: ein Spielzeug aus dem 19. Jahrhundert nach einem ähnlichen Design (Bild: Leonardos verlorene Roboter)

Es ist bekannt, dass Leonard da Vinci von der Idee des menschlichen Fluges fasziniert war. Er beobachtete obsessiv die Bewegungen der Vögel im Flug und entwarf Dutzende von Designs für Flugmaschinen aller Formen und Größen – von Segelflugzeugen mit Fledermausflügeln bis hin zu Korkenzieherhubschraubern. Er sezierte und zeichnete Vogelflügel, um die Geheimnisse des Fliegens zu lüften, und hielt alles in einem Codex fest, der dem Fliegen gewidmet war und im frühen 16. Jahrhundert geschrieben wurde. Etwa zur gleichen Zeit nutzte da Vinci das Gelernte, um einen mechanischen Vogel für eine Bühnenproduktion zu schaffen. Der Vogel war nach allen Berichten ein relativ einfaches Ding, das über einen Mechanismus mit den Flügeln schlug, der aktiviert wurde, als er ein Kabel hinunterstieg. Zu da Vincis Tagen wurden solche Hochseilvögel in Florenz im Rahmen der Tradition des “Scoppio del Carro” verwendet, bei der eine mechanische Taube, die als “Columbina” bekannt ist, verwendet wird, um einen Karren zu entzünden Feuerwerk als Weg, um in den Osterferien zu läuten. Die Tradition wird bis heute fortgesetzt. In der unglaublich unterhaltsamen, aber historisch fragwürdigen Fernsehserie “Da Vinci’s Demons” schafft der Titelkünstler eine äußerst aufwendige mechanische Taube, die eher an Haphaestus’s Bubo als an eine einfache Theaterrequisite erinnert:

Leonardo da Vinci’s Columbina aus “Da Vinci’s Demons” (Bild: Da Vinci’s Demons)

Der vielleicht berühmteste mechanische Vogel tauchte im 18. , Kacke. Wie man sagt, wenn es wie eine Ente aussieht, wie eine Ente schwimmt und wie eine Ente quakt, dann ist es wahrscheinlich eine Ente, – es sei denn, es ist ein Roboter, das heißt. Vaucanson belastete eine hohe Gebühr, um seine berühmte "Uhrwerk-Ente" und die vergoldete Ente zu sehen, wurde schnell zum Gesprächsthema in Frankreich und erhielt sogar die Anerkennung von Voltaire, der ironisch kommentierte: "Ohne die scheiß Ente von Vaucanson gäbe es nichts, was daran erinnert werden könnte uns von der Herrlichkeit Frankreichs.”

Jacques de Vaucansons verdauende Ente (Bild: wikimedia commons)

Vaucanson behauptete, dass seine Kreation ein komplexes System künstlicher Därme verwendet, die mit Chemikalien gefüllt sind, um das Getreide zu „verdauen“ und es dann durch den mechanischen Schließmuskel der Ente zu evakuieren (es gibt einen Satz, von dem ich nie gedacht hätte, dass ich ihn schreibe). Während es Vaucanson berühmt machte und sicherlich ein Hit auf Partys war, war die Verdauungsverdauung der Ente ein Scherz – wenn auch immer noch ziemlich beeindruckend. In Wirklichkeit wurde ein ausgeklügeltes mechanisches System verwendet, das im Podium verborgen war, bei dem Getreide in einer Kammer gesammelt und künstliche Exkremente aus gefärbten Semmelbröseln aus einer anderen freigesetzt wurden. Der Scherz wurde jedoch mehr als 100 Jahre lang nicht aufgedeckt. Lange nachdem die verdauende Ente in Vergessenheit geraten war, wurde sie auf dem Dachboden eines Pfandleihers wiederentdeckt, von einem Schweizer Uhrmacher repariert und fiel schließlich in die Hände des Zauberers Jean-Eugène Robert-Houdin, des Mannes, von dem Houdini seinen Namen erhielt. bevor er Ende des 19. Jahrhunderts wieder verschwand. Robert-Houdin war auch ein Uhrmacher, der sein Talent nutzte, um mehrere seiner eigenen aufwendigen Automaten herzustellen.

Einer von Robert-Houdins “teaching”-Automaten (Bild: Maison de la Magie)

Um seine mechanischen Vögel zu perfektionieren, verbrachte Robert-Houdin seine Tage damit, auf Bäume zu klettern und Vogelgesänge zu hören, um sie selbst zu reproduzieren. Der nächste Schritt bestand darin, eine Pfeife zu erstellen, die auf einen bestimmten Vogelgesang abgestimmt ist, und dann ein System zum Abspielen der Pfeife zu entwickeln, während der Schnabel und die Flügel des Vogels synchron zum Klang animiert werden. Houdin ging dann mit seinem mechanischen Vogel noch einen Schritt weiter. Er schuf eine innovative Kombination von Automaten, die sowohl einen einfachen Androiden – genauer gesagt eine mechanische Frau – als auch einen mechanischen Kanarienvogel umfasste. Die “woman” gekröpft ein serinette –eine Art von Spieluhr, die häufig von Real Leute zu unterrichten Real Kanarienvögel zu singen–, die ein Lied gespielt haben, das der Kanarienvogel dann spielen würde Ich binperfekt imitieren. Der Vorgang wurde wiederholt: Die Frau drehte die Serinette erneut, aber in der zweiten Runde verbesserte sich die Nachahmung des Kanarienvogels. Der Prozess ging weiter, bis der Kanarienvogel das Lied “lernte” und es perfekt reproduzieren konnte. Robert-Houdins Automat reproduzierte nicht nur ein Lied, sondern auch das scheinbare Lernen eines Liedes.

In den Jahrhunderten, in denen diese frühen Robotervögel hergestellt wurden, wurden viele andere verschiedene Arten von Automaten gebaut, aber diese frühen Robotervögel waren sowohl Ausdruck von technologischem Know-how als auch Reflexionen von Trends (das Training von Kanarienvögeln war im Frankreich des 19. Jahrhunderts der letzte Schrei). als Ausdruck der Bemühungen des Menschen, die natürliche Welt zu verstehen und zu beherrschen. Unsere Faszination für die Mechanik von Vögeln und Vogelgezwitscher hält bis heute an. In unserem nächsten Beitrag werden wir uns einige der neueren Vogel-Maschine-Hybride ansehen.


Finley Hunts Flugmaschine

Mitten im Bürgerkrieg stellte ein Zahnarzt in Richmond, Virginia, mit unbekannten technischen Fähigkeiten die Theorie auf, er könne ein Flugzeug bauen. Dr. R. Finley Hunt dachte, sein dampfbetriebenes Fahrzeug könnte der Konföderation helfen. Also schrieb er an Präsident Jefferson Davis über seine "Erfindung einer Flugmaschine, die für Kriegszwecke im bestehenden Konflikt verwendet werden soll".&8221

Aus dieser Geschichte

Fotogallerie

Der Brief ist Teil einer 286-seitigen Sammlung von Hunt’s persönlichen Papieren, die letzte Woche für 23.309 US-Dollar versteigert wurden. Die Papiere enthalten Skizzen von Hunts Design für eine Flugmaschine, Zeitungsausschnitte und Briefe zwischen ihm und den Führern der Konföderierten.

Im Jahr 1863 verwies Davis Hunt an Robert E. Lee, der ihn wiederum an Colonel Jeremy F. Gilmer, den Chef des Ingenieurbüros der Konföderation, verwies. Gilmer ernannte einen Ausschuss von Ingenieuren, um Hunts Idee zu überprüfen, aber der Bericht fiel negativ aus.

Hunt wandte sich später an Davis, dass er die Hilfe eines „Maschinisten in der Waffenkammer“ benötige, um sein Fluggerät zu bauen und zu testen. Er glaubte, dass er mit einiger mechanischer Unterstützung erfolgreich sein könnte, und dass die Zurückhaltung des Vorstandes, seine Ideen zu unterstützen, auf ein Missverständnis seines Konzepts zurückzuführen war. In seinem Bericht sagte der Vorstand, dass es sich in den Schätzungen und Ergebnissen stark von [Hunt] unterschied, [aber] uns in hohem Maße auf eine Diskussion über die Anwendung von Dampf beschränken wird.”

Dampfbetriebenes Fliegen war zu dieser Zeit keine einzigartige Idee, aber das Gewicht einer Dampfmaschine erwies sich als Herausforderung, um jemals vom Boden zu kommen. “Hunt hatte keine Chance zum Fliegen eines Schneeballs”, sagt Tom Crouch, leitender Kurator für Luftfahrt am Smithsonian’s National Air and Space Museum. Hunt war auch nicht der Einzige, der an Luftfahrzeuge dachte, obwohl sein technisches Design fehlerhaft war. “R. Finley Hunt war in guter Gesellschaft,&8221, sagt Crouch. “Er war bei weitem nicht der einzige Typ, der davon träumte, den Feind während des Bürgerkriegs mit einer Flugmaschine zu besiegen.” Auch Richard Oglesby Davidson versuchte, die Konföderierten Kriegsabteilung für seinen Ornithopter zu interessieren, der mit schlagenden Flügeln aussah und wie & #8220an American Eagle,” nach Crouch. Auf Unionsseite kam Edward Serrell, Chefingenieur der Unionsarmee der James, ziemlich weit beim Bau eines maßstabsgetreuen Modells einer Flugmaschine.

Wie sich herausstellte, wurden während des Krieges nur Ballons und nur eingeschränkt zur Aufklärung eingesetzt. Vorschläge, Bomben aus Ballons abzuwerfen, kamen nicht weiter als das Patentamt.

Was die Papiere von Hunt betrifft, die an einen anonymen amerikanischen Sammler verkauft wurden, ist über ihren Verbleib in den letzten 150 Jahren wenig bekannt. University Archives in Westport, Connecticut, hatte sie von einem Händler für seltene Bücher gekauft, bevor sie sie letzte Woche zur RR-Auktion in Amherst, New Hampshire, übergab.


3. Das schwimmende Orchester von Al-Jazari

Gemälde, das die schwimmende Band von Al-Jazari darstellt.

Im 12. und 13. Jahrhundert entwarf und baute der arabische Universalgelehrte Al-Jazari einige der erstaunlichsten mechanischen Kreationen des islamischen Goldenen Zeitalters. Er erfand einen mechanisierten Weindiener, wasserbetriebene Uhren und sogar eine Handwaschmaschine, die ihrem Benutzer automatisch Seife und Handtücher anbot. Laut seinem 1206 veröffentlichten 𠇋ook of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices” entwarf er auch ein wasserbetriebenes Automatenorchester, das auf einem See schwimmen und bei Partys Musik machen konnte. Die Vorrichtung umfasste eine vierköpfige Band 𠅊 Harfenist, ein Flötist und zwei Schlagzeuger �gleitet von einer Crew mechanischer Ruderer, die die Musiker um den See “rowed”. Das Wasserorchester funktionierte über eine rotierende Trommel mit Wirbeln, die Hebel auslösten, um verschiedene Klänge zu erzeugen, und andere Elemente ermöglichten den Musikern und Besatzungsmitgliedern realistische Körperbewegungen. Da die Wirbel auf dem rotierenden Trommelsystem ersetzt werden könnten, um verschiedene Songs zu erstellen, haben einige argumentiert, dass die Roboterband von Al-Jazari einer der ersten programmierbaren Computer der Geschichte war.


Elternkarte

Archytas erschafft die fliegende Taube

Archytas, ein griechischer Philosoph, der zwischen 428 v. Chr. und 347 v. Chr. lebte, gilt als einer der ersten Menschen, die die Idee der Flucht untersuchten. Er schuf irgendwann zu seinen Lebzeiten eine dampfbetriebene fliegende Taube, der genaue Zeitpunkt dieser Erfindung ist jedoch unbekannt. Die Benennung dieses Geräts kam von der Tatsache, dass es der Form einer Taube ähnelte: Flügel an beiden Seiten und eine spitze Vorderseite wie ein Schnabel. Die Taube hatte an ihrem Hinterteil eine Öffnung, die mit einem beheizten Kessel verbunden war. Der vom erhitzten Wasser erzeugte Dampf verursachte einen Druckanstieg, der die erforderliche Kraft zum Auswerfen der Taube erzeugte, die mehrere hundert Meter fliegen soll.


Fünf frühe Prototypen in der Geschichte

Lange vor dem Aufkommen der industriellen Revolution und moderner Werkzeugmaschinen haben Erfinder und Tüftler mit einfachen mechanischen Geräten die grundlegenden Konzepte des Fluges, der anatomischen Bewegungszeitmessung und der Astronomie demonstriert und erforscht. Jede der folgenden Erfindungen zeigt Prototypen verschiedener Maschinen, die zu ihrer Zeit revolutionär waren und den Weg in unsere Zukunft ebneten.

1. Das erste Automobil

Eine der allerersten bekannten Formen eines mechanischen Transportmittels stammt von dem bekannten Erfinder Lu Ban aus China, der um 480 v. Chr. Ein gehendes Holzpferd schuf.

Dies war eine Art Kutsche, um während des Krieges Vorräte an eine Armee zu bringen. Es erforderte wahrscheinlich die Eingabe eines menschlichen Bedieners, also war es selbstfahrend, aber es läutete einen neuen Weg für Menschen ein, Maschinen zu benutzen, um sich über die Erdoberfläche zu bewegen, etwas, von dem wir immer noch ziemlich besessen sind.

2. Der erste Computer

Der Antikythera-Mechanismus ist eines der Wunder jeden Alters. Es stammt vielleicht aus dem zweiten Jahrhundert v. Chr. und wurde in einem mediterranen Schiffswrack vor der Küste der griechischen Insel Antikythera entdeckt.

Dieses Wunderwerk aus Bronze mit einem komplexen Zahnradsatz wurde sorgfältig untersucht und gilt als ein Gerät zur Berechnung der Positionen von Sternen, Sonne und Planeten. Er ist erstaunlich genau und die erste bekannte Form eines analogen Computers. Das rechte Bild zeigt, wie es in seiner vollständigen Form ausgesehen haben könnte, obwohl vieles über seine Herstellung noch ein Rätsel ist. Es zeigt, dass die hellenistische Welt des antiken Griechenlands in der Metallurgie und den Grundlagenwissenschaften noch weiter fortgeschritten war, als wir einst dachten. Dieses Relikt wird von vielen als das kostbarste Einzelstück angesehen, das von Menschenhand hergestellt wurde.

3. Der erste Robotermann

Im Jahr 1893 erschuf Prof. George Moore aus Kanada seinen &ldquosteam man.&rdquo Obwohl nicht der erste seiner Art, demonstrierte er eine Unabhängigkeit der Bewegung, die die Entwicklung echter Roboter einläutete: gehende mechanische Männer mit ihrer eigenen internen Energiequelle. Er unterscheidet sich von einem Automaten dadurch, dass seine Bewegungen nicht vorherbestimmt sind, sondern sich an sich ändernde Umgebungsbedingungen wie das Gelände oder Hindernisse auf seinem Weg anpassen können. Andere Beispiele sollten weiterhin folgen, da die industrielle Revolution die Fähigkeiten des Maschinenbauers und des einsamen Erfinders an die Spitze der modernen Kultur brachte.

4. Die erste Flugmaschine

Glaubst du, es war der Flyer von Wright Brother&rsquos? Nicht annähernd. Der Sieg für die erste fliegende Prototypmaschine geht an den griechischen Universalgelehrten Archytas, der im 4. Jahrhundert v. Chr. eine dampfbetriebene Flugtaube erschuf.

Es ist nicht bekannt, ob dieser Vogel jemals tatsächlich geflogen ist, obwohl alte Schriften der Zeit sagen, dass er es tat. Auf jeden Fall ist die Physik solide und zeigt ein detailliertes Verständnis der Aerodynamik und Thermodynamik. Tatsächlich war unser Freund Archytas einer der ersten, der rein mathematisches Denken mit mechanischer Begabung kombinierte, um der Begründer einer neuen intellektuellen Disziplin zu werden, die als . bekannt ist Maschinenbau. Also da.

Dampfbetriebene Taube | Bildquelle: Ancient-origins.net

5. Die erste mechanische Uhr

Su Song Uhr | Bildquelle: Wikipedia

Dies ist ein wenig knifflig, da die Entwicklung von Zeitmessern Tausende von Jahren zurückreicht und ihre endgültigen Ursprünge wahrscheinlich nicht bekannt sind. Eine der ersten Wasseruhren wurde 725 n. Chr. von dem chinesischen buddhistischen Mönch Yi Xing erfunden, aber sein Design wurde später von dem großen Ingenieur Su Song stark verbessert. Sein Meisterwerk wurde 1094 fertiggestellt, ein riesiger Glockenturm, der viele der heute bekannten Zeitmesselemente enthält, darunter ein Stundenschlagwerk, eine Hemmung, eine Armillarsphäre und eine unendliche Stromversorgung über eine durchgehende Kettenschleife.

Übrigens profitierte dieses Design von maßstabsgetreuen Prototypen, um seine neuen Theorien zu testen und den richtigen Sitz aller Teile zu gewährleisten, bevor die Serienproduktion begann.

Wie gesagt, nur etwas Fantasie und harte Arbeit. Einfach richtig?

Chris Williams ist der Inhaltsredakteur bei Star Rapid. Seine Leidenschaft gilt dem Schreiben und den Entwicklungen in Wissenschaft, Fertigung und verwandten Technologien. Er ist auch ein zertifizierter Englisch-Grammatik-Snob.


Das erste Flugzeug, das in England flog, sah absolut lächerlich aus

Die meisten von uns können sich ungefähr vorstellen, wie das erste echte Motorflugzeug, der Wright Flyer, aussah: zwei große parallele und rechteckige Flügel, gehalten in einer fadenscheinigen Struktur aus Draht und Latten, die einen liegenden Wright-Bruder und ein Triebwerk mit einem Propeller hielten . Es ist ein allgemeines Erscheinungsbild, das von Natur aus Sinn macht, wenn wir darüber nachdenken, wie sich die Luftfahrt entwickelt hat. Wenn Sie sich jedoch das erste Motorflugzeug in England vorstellen möchten, ist dies eine ganz andere Geschichte, denn es sieht aus wie ein mobiles Display für einen Jalousienverkäufer.

Wo Amerika 1903 die Wright Brothers und ihren Motorflug hatte, feiern unsere britischen Freunde Horatio Phillips und seinen fantasievoll benannten Flugmaschine von 1907. Wie Sie sehen, stellte die Philip's Flying Machine so etwas wie eine Sackgasse in der Geschichte des Motorflugs dar, und obwohl es jetzt verlockend ist, darüber zu lachen, ist es erwähnenswert, dass der alte Horatio es geschafft hat, eine Maschine zu bauen, die 500 . flog Füße aus etwas, das wie Zaunmaterial aussah, was viel mehr ist als das, was die meisten von uns geschafft haben.

Phillips Flugzeug hatte tatsächlich ein Hirngespinst 200 Flügel (a Doppeldecker, wenn du darauf stehst)— Phillips nannte diese Tragflächen „Halter“, und technisch gesehen hatte die Maschine von 1907 vier Reihen von jeweils 50 Flügeln.

Diese Masse aus sehr schmalen Flügeln und tragenden Teilen wurde von einem 22-PS-Benzinmotor in die Höhe gezogen, und Phillips konnte ihn über 150 Fuß weit fliegen. Denken Sie daran, der allererste Sprung der Gebrüder Wright war nur 120 Fuß lang.

Obwohl dies der erste motorisierte Flug schwerer als Luft in Großbritannien war, ist es nicht wirklich klar, ob er als „kontrollierter“ Flug gelten sollte, da nicht klar ist, wie steuerbar die Flugmaschine gewesen wäre. Es ist jedoch zumindest in Bezug auf Geschwindigkeit und Höhe bis zu einem gewissen Grad kontrollierbar.

Philips experimentierte seit Jahren mit Flugzeugkonstruktionen wie diesem, darunter eine Reihe von dampfbetriebenen Maschinen aus den 1890er Jahren, die auf einer kreisförmigen Bahn liefen und sich selbst einige Meter über dem Boden heben konnten.

Der wahre Beitrag von Phillips zum Fliegen bestand darin, die Funktionsweise von gekrümmten Tragflächen herauszufinden (und schließlich zu patentieren) und zu beweisen, dass die gekrümmte Oberseite die Geschwindigkeit des oberen Luftstroms erhöht, den Druck über den Flügeln reduziert und dadurch Auftrieb erzeugt.

Viele Forschungen von Phillip wurden in einem neuartigen dampfbasierten Windkanal durchgeführt, der Dampfinjektion anstelle von nur geblasener Luft verwendete.

Phillips Flugmaschine ist wirklich bemerkenswert, allein schon aufgrund der Tatsache, dass sie überhaupt funktionierte, und als Beispiel dafür, wie wild der gesamte Flugprozess um die Jahrhundertwende noch unbekannt war nach die ersten Flüge der Gebrüder Wright. Phillips seltsam aussehende Maschinen werden wegen ihres bizarren Aussehens oft verspottet, aber die Grundprinzipien dahinter hatten eine solide Grundlage, und seine Arbeit war in der frühen Geschichte des Fliegens absolut wichtig.


William Henson und John Stringfellow: Pioniere der Luftfahrtstrategen

‘Absolut, Ma’am. Diese Flugzeuge verfügen über die neuesten Sicherheitsmerkmale: Hochdruck-Dampfmaschinen, doppelwandige Kessel und feinste Segeltuchpropeller. Immerhin ist das 1848.’

Internationaler Flugverkehr–in den 1840er Jahren? Nein, es ist keine Szene aus Die Zwielichtzone. Was Sie gerade durch imaginäre Dialoge erblickt haben, sind die prophetischen Träume der Briten William Henson und John Stringfellow, zukunftsweisende Erfinder, die eine Reihe bemerkenswert moderner Flugzeuge entworfen haben. Sie gründeten auch die Aerial Transport Company, die weltweit erste Fluggesellschaft, und begannen Pläne zu schmieden, regelmäßige Flugverbindungen zwischen Städten auf der ganzen Welt anzubieten. Und um zu beweisen, dass ihre Konstruktionen wirklich fliegen können, nutzten diese Erfinder des 19. Jahrhunderts die Schieber und Dampfmaschinen ihrer Zeit, um einige der ersten motorgetriebenen Flugmaschinen der Welt zu bauen.

Obwohl sie selbst nie wirklich in Gang gekommen sind, gelten Henson und Stringfellow heute als Pionierstrategen, die dazu beigetragen haben, eine skeptische Welt davon zu überzeugen, dass das Luftzeitalter zum Greifen nah war. Ihre Geschichte erzählt von mechanischem Genie, Weitsicht und dem Streben, die Zukunft zu erfinden.

In der englischen Kleinstadt Chard waren in den 1840er Jahren in den klappernden Maschinen der Spitzenfabriken täglich Zeugnisse der aufkeimenden industriellen Revolution zu hören. Mit endlosen Gestellen aus Messingspulen und komplizierten Hebeln geschmückt, produzierten diese mechanischen Wunderwerke alle Arten von Waren, von Vorhängen und Zierspitzen für Damen bis hin zu Moskitonetzen für abgehärtete Entdecker. Automatische Webstühle webten die Fäden, gesteuert von einem System computerähnlicher Lochkarten. John Stringfellow, Klöpplermeister und gelernter Mechaniker, wusste, wie jede schwingende Stange und jedes kämmende Zahnrad in diesen großartigen Maschinen funktionierte. Schließlich hatte er sie entworfen.

Als Mann seines Alters fühlte sich Stringfellow von den neuen Fortschritten der Wissenschaft angezogen. Mit hochgezogener Hose watete er durch das seichte Wasser der Chard-Kanäle und hackte Fossilien von ihren kalkigen Ufern, um ihm bei der Erforschung der uralten Vergangenheit zu helfen. In einem provisorischen Labor hinter seinem Haus erzeugte er mit der neuen Wissenschaft der Elektrizität flackernde Funken. Und er war fasziniert von den Dampfmaschinen, die seine Mühlen antreiben und seine Welt verändern.

William Henson, ebenfalls Spitzenmacher, kannte Stringfellow durch familiäre Verbindungen. Henson war fasziniert von den neuen Reisemethoden, die damals eingeführt wurden, darunter Dampfschiffe, Eisenbahnen und die ersten Straßenwaggons. Er bestaunte auch die Heißluftballons, die majestätisch über die Landschaft schwebten.

Wie diese beiden neugierigen Männer sich zusammenschlossen, um ein Flugzeug zu entwerfen, ist nicht genau bekannt. Wir wissen, dass beide das Chard Institute besuchten, einen Hörsaal, in den die intellektuell Neugierigen kamen, um Demonstrationen zu wissenschaftlichen Themen zu sehen. Es gibt eine Geschichte, dass Stringfellow zwischen den Vorlesungen gerne ’Pappblätter’ (möglicherweise Modelltragflächen) über die leere Galerie warf. Vielleicht begann ihre Partnerschaft so.

Um 1840 arbeiteten die Männer gemeinsam an einer Studie über den Vogelflug. Mit den Taxidermie-Modellen von Stringfellow maßen sie die Flügelspannweiten verschiedener Arten. Durch ein Fernglas beobachteten sie auch Vögel, die über die Landschaft flogen.

Bald kamen sie zu einem folgenschweren Ergebnis. Während Flügelschlagen für die Vögel in Ordnung war, beschlossen sie, dass eine Flugmaschine stationäre Flügel haben sollte, die in einem leichten Winkel zum Wind stehen und mit großer Geschwindigkeit durch die Luft getrieben werden sollten, genau wie die Pappbögen von Stringfellow in Chard Hall. Was sie brauchten, war eine zuverlässige Möglichkeit, mit dieser neuen Idee zu experimentieren. Im Sommer 1841 bestieg Stringfellow die Great Western Railway nach London, um unterwegs Nachforschungen anzustellen. Stellen Sie sich ihre Überraschung vor, als seine Mitreisenden Flügel in verschiedenen Formen und Größen erspähten, die direkt vor ihren Autofenstern schwebten. Der Erfinder hatte sich irgendwie die Erlaubnis des Schaffners gesichert, während der Fahrt Tests durchzuführen (man könnte sie sich als Windkanaltests vorstellen).

Beide Männer waren sich einig, dass Dampf das Mittel war, um ihre Tragfläche anzutreiben. Die Dampfmaschinen ihrer Zeit waren jedoch schwerfällig, mit großen gusseisernen Zylindern, die Hunderte von Pfund für jede produzierte Pferdestärke wogen. Aber Stringfellow hatte bereits damit begonnen, Miniaturmotoren zu entwickeln, juwelenartige Maschinen mit winzigen, gelöteten Armaturen. Er befeuerte ihre konischen Kessel mit Brennspiritus, der in fingerhutgroßen Behältern verbrannt wurde. Eines seiner Meisterwerke war so leicht, dass er es sogar per Post verschicken konnte. In Verbindung mit dem neuen Schraubenpropeller von Ericsson schufen Henson und Stringfellow ein heute klassisches Luftfahrtdesign: das Propellerflugzeug mit festen Flügeln.

Überzeugt, dass sie auf dem richtigen Weg waren, begann das Team, Pläne für eine Flugmaschine in Originalgröße zu entwerfen. Synchronisiert Ariel, das Schiff, das sie sich vorstellten, wäre kolossal. Ein fester Flügel mit einer Spannweite von 150 Fuß würde 4.500 Quadratmeter tragende Oberfläche bieten. Eine stromlinienförmige Kabine mit Glasfenstern bietet Platz für Passagiere und Besatzungsmitglieder. Speziell konstruierte Hochdruck-Dampfmaschinen würden zwei sechsblättrige Propeller betreiben, um den notwendigen Schub zu erzeugen. Ein vom Piloten betriebenes Heck- und Rudersystem würde das große Fahrzeug führen, während vertikale Stabilisatoren die Maschine stabilisieren würden. Ein Dreiradfahrwerk mit stoßdämpfenden Rädern würde Starts und Landungen erleichtern.

Mit jedem Pfund Gewicht, das von zwei Quadratmetern Flügelfläche getragen wird, Ariel würde hoffentlich eine Reisegeschwindigkeit von etwa 50 Meilen pro Stunde erreichen. Um den Start zu erreichen, planten die Erfinder, die Maschine eine Startrampe hinunter zu beschleunigen, wobei das Flügelgewebe zurückgerefft wurde, um den Luftwiderstand zu verringern. Nach der Perfektionierung sollte das Fahrzeug genügend Kohle und Vorräte transportieren, um einen 500-Meilen-Flug zu absolvieren.

Überraschend moderne Features wurden in das Design integriert. Der Flügel würde seine Stärke aus hohlen laminierten Holmen gewinnen, die 26 anmutig geschwungene Rippen trugen. Unter Verwendung der neuesten Technologie aus dem Brückenbau setzten die Erfinder strategisch über die Spannweite platzierte Pylone ein, um Drahtbinder bis zu den Tragflächen zu tragen. Die Erfinder haben auch einen Versteifungsdraht mit ovalem Querschnitt entwickelt, um den Luftwiderstand während des Fluges zu reduzieren.

Die Flügel des Luftschiffs würden für maximalen Auftrieb fein gewölbt und doppelflächig sein. Ihre große Spannweite und schmale Sehne würden sie zu den ersten Flügeldesigns mit hohem Seitenverhältnis in der Geschichte machen. Sowohl Flügel als auch Rumpf sollten mit geölter Seide überzogen werden, um eine versiegelte Haut für die Landung auf dem Wasser zu bieten.

In mehr als tausend Experimenten mit Wirbelarmen und anderen Apparaten identifizierten die Erfinder das Druckzentrum und andere Schlüsselmerkmale des Flugzeugdesigns korrekt. It is believed that they also secured the services of a mathematician who performed calculations using differential calculus to verify that each piece of the craft was as light and strong as possible.

Such complex innovations might seem impossible for a pair of Victorian inventors. But a set of moldering engineering drawings, purchased at auction in 1959, proves that the story is true. Meticulously prepared plan views and isometric drawings depict an exquisitely detailed, surprisingly modern-looking aircraft. And in the records of the British Patent Office there exists a complete patent application for ‘a locomotive apparatus for flying through the air,’ submitted by William S. Henson and John Stringfellow. Their patent was granted on September 29, 1842.

The public would soon learn about Henson and Stringfellow’s plans in a big way. Frederick Marriot, a newspaperman and publicity agent, joined the team. In a spirit that seems to foreshadow modern marketing tactics, the flamboyant Marriot unveiled a full-blown public relations campaign.

One can only imagine the public’s reaction when, flanked by their confident promoter, Henson and Stringfellow announced the formation of the Aerial Transport Company–in effect, the world’s first airline. Subscriptions were sought to raise funds to finance the construction of the fleet’s first airship. ‘An invention has recently been discovered,’ announced a glowing prospectus, ‘which if ultimately successful, will be without parallel even in our present age.’ Readers were informed, ‘In furtherance of this project, it is proposed to raise an immediate sum of 2,000 pounds, in 20-pound sums of 100 pounds. Applications can be made to D.E. Columbine, Esquire, Regent Street.’ It’s unclear just how much was raised, but a sheaf of papers discovered among the effects of a businessman who died in 1854, included some 45 pages of reports ‘prepared for the financial backers to Ariel Project.’

To raise additional funds for the project, Marriot hit on the enterprising idea of selling promotional lithographs showing Ariel in flight. Within months, images of a great flying machine soaring over the capitals of the world were decorating homes and businesses all over Europe and America.

On March 24, 1842, J.A. Roebuck, a member of Parliament for Bath, moved in the House of Commons for ‘the incorporation of the Aerial Transport Company, to convey passengers, goods, and mail through the air.’ Within a week, the widely read Mechanics Magazine published the full specification from the patent.

The English press was quick to offer its views. Sharp-tongued critics reminded their readers that no flight attempts had succeded thus far. More scientifically minded writers speculated about the Aerial Steam Carriage’s stability in stormy weather. Technical journals agreed or took issue with the inventors’ calculations for necessary power and their provisions for control. Debated by gentlemen in their clubs as well as workingmen in the pubs, air travel had become a topic of the day.

According to Marriot, the Aerial Steam Carriage would not only achieve the dream of human flight but also commence regular service from London to outlying cities. Special ‘aerial stations’ would be erected at each destination, equipped with smooth landing fields. Station houses, patterned after railway depots, would serve the passengers, while coaling stations, machine shops and other mechanical facilities would maintain the aircraft. Legions of workers, from boilermakers to stokers to porters, would service the aircraft and its passengers.

In times of war, Marriot argued, it might also be used in an air force. Fleets of Aerial Steam Carriages, strengthened to carry the added weight of munitions and armor, could assist the British empire in moving troops around the globe.

The firm’s grandiose plan unleashed a whirlwind of controversy and speculation. While some admired its foresight and boldness, others dismissed the idea as hucksterism. Some journalists offered mocking praise, pointing out that shipwrights and wagon makers would go bankrupt once everyone began traveling by air. Satirical cartoonists had a field day, depicting Ariel on improbable flights to places like China, with the passengers becoming embroiled in ludicrous adventures.

Sir George Cayley, a noted expert on balloons and winged flight, was also critical of the project. Cayley had experimented with hand-launched models as early as 1809, and had also achieved some brief flights using kitelike gliders. Interviewed by a variety of journals, Sir George expressed his fear that Ariel’s long, narrow wings might collapse during flight.

But the inventors would not be dissuaded. They drew up a business agreement to build their great machine, then set about creating a 20-hp engine for a smaller, one-man aircraft. They also began construction of a series of powered models that captured all the important features of their full-scale designs. Different arrangements, from rectangular wings to delta wing designs, were tested for strength and lifting power.

Several models were finally prepared for flight. The largest machine featured wings spanning 20 feet from tip to tip. A handmade steam engine, weighing just 6 pounds–including boiler, water and igniting spirits–was built into its fuselage. Driving twin propellers at about 300 rpm, this would hopefully provide adequate thrust to propel the 30-pound craft into the air.

Testing commenced in the pre-dawn darkness, in hopes of achieving flight during the stillness of early morning. Still, the slightest breeze put the broad-winged models out of control. Wings twisted, fabric sagged, joints snapped. Engines burned themselves to cinders, wasting a week’s work in a single flight attempt. During one trial, the aircraft shook so violently on starting to build up steam pressure that its entire framework was torn to pieces.

Despite their best efforts over several months, Henson and Stringfellow could not get enough power from their engines. While the largest model made some powered glides down a ramp, it could not achieve sustained flight.

One newspaper published an account under the mocking headline ‘Didn’t Fly an Inch.’ The Morning Herald jeered, ‘The experiments performed during the last two months at the Aleidale Gallery appear to be conclusive against the remotest possibility of ever performing a flight.’ Onlookers hounded the experimenters, while leading industrialists condemned the venture as an overblown publicity stunt. After exhausting every means to finance the experiments, Henson decided to leave the project and seek his fortune in America.

Stringfellow soldiered on alone. At one point, he even talked of trying his luck in the California Gold Rush of 1849 in an effort to find more money for his experiments, but his family managed to dissuade him from that questionable plan. By 1847 Stringfellow had designed a new model aircraft with a 12-foot wingspan. Instead of having rectangular wings like his earlier models, this craft incorporated gracefully curved surfaces, which he patterned after the wings of a swallow. Nestled beneath the 17 square feet of wing surface, an on-board steam engine drove bevel gears to spin the model’s two 16-inch propellers. An adjustable triangular tail would trim the machine for flight. This time the craft would be flown indoors, in a long, narrow room. Propelled by its airscrews, the model would steam forward along a horizontal wire until a trip switch liberated it into flight.

And fly it did. ‘Upon putting the engine in motion,’ a witness reported, ‘the machine reached the end of the wire, then gradually rose into the air until it reached the far end of the room.’ Success at last!

Within a few months, a large tent had been erected at the Cremorne Gardens to exhibit the craft. There, according to local advertisements, visitors could ‘witness flights of the Aerial Steam Carriage, taking place at three and six o’clock.’ According to witnesses, some flights covered more than 120 feet. Stringfellow’s little plane even managed to gain just a bit of altitude during its brief journey through the air.

In following years, it is believed that Stringfellow constructed as many as six more experimental craft. One large model, sporting scalloped, batlike wings, survived long enough to be captured in an eerie photo of the inventor’s workshop. Construction details of this machine reveal a steam engine buried in the fuselage. Twin, apparently contrarotating propellers were located amidships, slotted into the craft’s deeply chorded wings. ‘This machine,’ Stringfellow wrote to an associate in 1851, ‘I consider to be my most perfect craft.’

Other letters penned by the inventor during this period seem like messages plucked from the future. One correspondence mentions ‘three flying machines which I have ready for trial,’ along with a description of how the models would take off after about 25 feet of run. All these craft apparently ran along a taut wire until being released into free flight. For a time, Stringfellow also planned to construct a hall, several hundred feet long, where aerial experiments could be staged as a regular attraction.

Years would pass before other British inventors became seriously interested in aeronautics. Finally, in 1868, the newly formed Royal Aeronautical Society invited Stringfellow to participate in its first aeronautical show at the great Crystal Palace, near London. A marvel of its age, this towering structure was entirely prefabricated from cast-iron frames, into which thousands of panes of specially prepared glass had been glazed and sealed. Some claim that architect John Paxton created the building by studying the veins of a lily pad. It was a cavernous hall, 2,000 feet long and unimpeded by obstructing columns–the perfect place to test a flying machine.

The now 69-year-old Stringfellow surprised Society members by unveiling a completely new flying machine for the exhibit. It was a radical design, incorporating three rectangular wings separated by slender struts and trussed by diagonal wires. Together, the wings of the new machine offered about 28 square feet of sustaining surface. The weight, including engine, boiler and fuel, came to about 12 pounds. ‘This model,’ exhibitors would record in the event proceedings, ‘is remarkable for the elegance and neatness of its construction.’

Beneath the Great Hall’s vast arched domes of glass and iron framing, spectators ranging from ordinary Londoners to the Prince and Princess of Wales wandered through a remarkable array of aerial apparatus. These included kites, miniature engines and spring-driven ornithopters. Model balloons hung in the air. Outside on the grounds, acrobat Charles Spencer thrilled the crowd with aerial leaps of more than 100 feet, accomplished by running and jumping with a crude glider. Stringfellow’s triplane would ride along a wire, stretched between the immense columns of the main hall. With propellers spinning and smoke billowing from its tiny stack, the little triplane crossed the span again and again. Some visitors noticed that by the middle of the run, the machine was lifting the wire, as if it were straining to fly on its own.

As it happened, the prospect of launching a smoking, alcohol-fired model airplane over the heads of hundreds of spectators (and a future king) was deemed too risky. But late one night after all the spectators had left the hall, Stringfellow did make a free flight. Stoked to full power, the model whizzed off the wire, descended majestically and landed in a canvas tarp held open by several extremely impressed members of the Aero Society.

In the end, Stringfellow was awarded the exhibition’s $500 prize–not for his secret flight test, but for exhibiting ‘the most efficient steam engine in proportion to its weight.’ Driven by 3 1/2 pints of pressurized water, Stringfellow’s 16-pound model engine ran for about 10 minutes, developing 1 horsepower.

Stringfellow remained convinced that human flight might still be within his grasp. He returned to his workshop with plans for a small aircraft, which he hoped might carry a single pilot. Using the Crystal Palace prize money, he erected a new building 70 feet long in which to fly models and to serve as a hangar for a full-size machine. According to some reports, parts of his man-carrying aircraft were actually built and a test plan was prepared. But age and circumstances conspired against John Stringfellow, a man who had been born too early to realize his dreams. He died in 1883, more than 40 years after beginning his quest, but still many years short of the day when air travel would become a reality.

William Henson did not live to see manned flight either. He continued to tinker throughout his life, designing a variety of contrivances from safety razors and mining pumps to breechloading cannons for the American Civil War. But his inventions rarely brought him any financial reward, and he would finish out his days as a draftsman and sometime engineer. When Henson died at Newark, N.J., in 1888, no one apparently recalled that he had been an aviation pioneer.

Perhaps the detractors had been right all along. Modern calculations show that all the Henson/Stringfellow designs were underpowered, structurally fragile and only marginally stable. Even the best flights with their models were very short by modern standards, and historians have been divided on whether they should qualify as fully self-propelled flights. Add to this the fact the two Britons had no ailerons, no gasoline engines and no reliable flight data, and perhaps their dream of human flight was simply impossible in Victorian times.

But in the end, none of that mattered. While it never actually left the ground, the Aerial Steam Carriage would become a kind of time capsule, flying serenely in the framed illustrations and crocheted pillows of Victorian parlors until technology could catch up with the dream. Stringfellow’s demonstration models would eventually reach the collections of universities, inspiring future generations to conduct their own experiments.

John Stringfellow would make one more contribution. Years after his death, his son received letters from an experimenter seeking a lightweight steam engine. Finding none more powerful than Stringfellow’s Crystal Palace engine of 1868, the solicitor wished to purchase the motor for his own flying experiments. The writer was Samuel Pierpont Langley, regent of the Smithsonian Institution, whose aeronautical work would inspire the Wright brothers and other early aviators.

This article was written by Nick D’Alto and originally published in the January 2004 issue of Luftfahrtgeschichte Zeitschrift.

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Historical Robotics

Many sources attest to the popularity of automatons in ancient and Medieval times. Ancient Greeks and Romans developed simple automatons for use as tools, toys, and as part of religious ceremonies. Predating modern robots in industry, the Greek God Hephaestus was supposed to have built automatons to work for him in a workshop. Unfortunately, none of the early automatons are extant.

Archytas, inventor of the first known automation (Image Credits: Wikipedia)

In the Middle Ages, in both Europe and the Middle East, automatons were popular as part of clocks and religious worship. The Arab polymath Al-Jazari (1136-1206) left texts describing and illustrating his various mechanical devices, including a large elephant clock that moved and sounded at the hour, a musical robot band and a waitress automaton that served drinks. In Europe, there is an automaton monk extant that kisses the cross in its hands. Many other automata were created that showed moving animals and humanoid figures that operated on simple cam systems, but in the 18 th century, automata were understood well enough and technology advanced to the point where much more complex pieces could be made.

Some historical representations of robots are silly, but there are many examples of automata from the past that are no joke (Image Credits: HowStuffWorks)

French engineer Jacques de Vaucanson is credited with creating the first successful biomechanical automaton, a human figure that plays a flute. Automata were so popular that they travelled Europe entertaining heads of state such as Frederick the Great and Napoleon Bonaparte.

Victorian Robots

The Industrial Revolution and the increased focus on mathematics, engineering and science in England in the Victorian age added to the momentum towards actual robotics. Charles Babbage (1791-1871) worked to develop the foundations of computer science in the early-to-mid nineteenth century, his most successful projects being the difference engine and the analytical engine. Although never completed due to lack of funds, these two machines laid out the basics for mechanical calculations. Others such as Ada Lovelace recognized the future possibility of computers creating images or playing music.

Automata continued to provide entertainment during the 19 th century, but coterminous with this period was the development of steam-powered machines and engines that helped to make manufacturing much more efficient and quick. Factories began to employ machines to either increase workloads or precision in the production of many products.

The Twentieth Century to Today

In 1920, Karel Capek published his play R.U.R. (Rossum’s Universal Robots), which introduced the word “robot.” It was taken from an old Slavic word that meant something akin to “monotonous or forced labour.” However, it was thirty years before the first industrial robot went to work. In the 1950s, George Devol designed the Unimate, a robotic arm device that transported die castings in a General Motors plant in New Jersey, which started work in 1961. Unimation, the company Devol founded with robotic entrepreneur Joseph Engelberger, was the first robot manufacturing company. The robot was originally seen as a curiosity, to the extent that it even appeared on The Tonight Show in 1966. Soon, robotics began to develop into another tool in the industrial manufacturing arsenal.

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Robotics became a burgeoning science and more money was invested. Robots spread to Japan, South Korea and many parts of Europe over the last half century, to the extent that projections for the 2011 population of industrial robots were around 1.2 million. Additionally, robots have found a place in other spheres, as toys and entertainment, military weapons, search and rescue assistants, and many other jobs. Essentially, as programming and technology improve, robots find their way into many jobs that in the past have been too dangerous, dull or impossible for humans to achieve. Indeed, robots are being launched into space to complete the next stages of extra-terrestrial and extrasolar research.

As a practical matter there are only so many ways to increase productivity, or output per hour worked. Workers can work faster, harder, and smarter – or companies can substitute machines for humans, as they’ve been doing since the advent of the industrial age. This substitution trend is about to accelerate, driven by advances in robotics. What’s happening is this: Industrial robots are becoming more affordable at the same time that they’re becoming smarter, smaller, nimbler, and more adaptable and energy efficient. As the baby boomers continue to leave the workforce over the next decade, more and more companies are going to replace such workers with machines. Overall, industrial robots today perform about 10% of all manufacturing tasks, on average. Ten years from now, the percentage probably will have increased to about 25% – not just here in India, but worldwide – with annual spending on industrial robots more than doubling from about $11 billion today to more than $24 billion in 2025.

Let us have a look at 10 of the most famous historical robots:

1. The Jaquet – Droz Trio

When you imagine technology from two centuries ago, you may think about musket balls and wind-driven ships. But in 1774, Swiss clockmaker Pierre Jaquet-Droz and his sons Henri-Louis and Jean-Frederic Leschot completed three insanely intricate automata. The three automatons were called the writer, the draughtsman and the musician. All three used systems of cogs and wheels to perform their duties.

The writer, musician and draughtsman (Image Credits: HowStuffWorks)

The writer can write custom sentences in fancy script. The doll actually dips a quill into an inkwell, shakes off the excess ink and then completes the commanded text in excellent handwriting. The draughtsman (actually a child) makes four different drawings, such as a dog. He blows dust off of his work periodically. The musician is a female figure that took nearly 10 years to complete and has 5,000 internal parts. She plays 45-second songs, actually moving keys on a clavichord with her fingers. Her chest rises and falls to mimic breathing, her eyes follow her fingers and she bows after each song.

You can still see all three pieces on display (and in occasional working performances) in Switzerland at a museum in Neuchatel.

2. A Dandy Digesting Duck

In 1738, French inventor Jacques de Vaucanson unveiled his masterpiece automaton. No, it wasn’t a tambourine player or a flutist, both of which he’d created in earlier years. It was a duck. One that ate grain from a hand and then promptly pooped.

A diagram of the Vaucanson duck’s inner workings (Image Credits: Google)

The digesting duck was no toy. It had more than 400 moving parts in each wing. It could stretch, bend its neck, lie down, drink water and eat grain. Then, after a few moments, it would defecate. Vaucanson led people to believe that the digestion process was realistic, but in reality, a compartment in the duck was preloaded with poo before each demonstration. When the truth came out, a minor stink erupted.

Nevertheless, his gold-plated copper duck was a substantial scientific and mechanical work. Sadly, the duck disappeared at some point, never to be seen again.

3. Archytas of Tarentum Mechanical Bird

Archytas was a brilliant man with a keen mind for math, astronomy, politics and other disciplines. Some historians consider him a founder of mechanical engineering. Concrete evidence is scarce, but it seems that Archytas used his knowledge to fabricate a wooden dove (which may actually have been a pigeon) that could fly hundreds of feet into the air while tethered to the ground.

The steam-powered pigeon of Archytas – the flying machine of antiquity (Image Credits: AncientOrigins)

It likely worked because of either compressed air or steam. Some speculate that the dove worked via a pulley and counterweight system to hop from a lower to a higher perch. Regardless, the legend of Archytas’s technological prowess and his wooden dove have survived for centuries.

4. Da Vinci’s Mechanical Lion

In the early 1500s, near the end of his life, Leonardo Da Vinci was commissioned to create an automaton for King Francois I. The multi-talented Renaissance man didn’t disappoint.

It isn’t surprising that da Vinci, known for both his studies of anatomy and his mechanical creations, would have turned his hand to creating an automation (Image Credits: Pinterest)

He built a mechanical lion with the ability to walk. Upon reaching its destination, a compartment in the fully automatic lion’s chest opened, revealing a fleur-de-lis (a stylized lily) in honor of the French monarchy. Unsurprisingly, the lion was lost or destroyed at some point in history. In 2009, though, another mechanical tinkerer named Renato Boaretto drew inspiration from Da Vinci’s lion and made his own version, which walked, swayed its tail, moved its jaws and, of course, had a secret compartment that opened to reveal a fleur-de-lis.

5. Elektro

If you could imagine a robot built by a 1950s appliance company, you’d probably conjure a machine like Elektro. It was a shiny metallic biped that became one of the first celebrity robots. Elektro was built by Westinghouse to show off the company’s technological prowess. In 1939, Elektro went on display at the World’s Fair in New York, where he was a fabulously popular attraction. Like a seasoned stage comedian, he blew up balloons, told jokes and smoked cigarettes. He also moved his arms and walked, and his photoelectric eyes detected the difference between red and green.

Elektro could even smoke cigarettes (Image Credits: HowStuffWorks)

With the onset of World War II, the public fascination with Elektro faded and he wound up discarded in a basement. Eventually, he was found and rebuilt. He made a cameo appearance in the movie “Sex Kittens Go to College” and even went on national tour.

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He’s now on display in Mansfield Memorial Museum in Ohio.

6. The Artificial Eagle

In the mid-1400’s, Johannes Müller von Königsberg (known widely by his Latin pseudonym Regiomontanus) was tearing things up, intellectually speaking, in his home country of Germany. He exhibited a high degree of intelligence in astrology, writing, astronomy and math, and he put it to use in his work on trigonometry and astronomical tables. Oh, and in building an automaton.

To make a mechanical version of a bird that could fly to a target, issue a greeting and then serve as escort, you’d definitely need some genius in the mix (Image Credits: Dgwildlife)

As with so many historical accounts, exact details of Regiomontanus’s work are sparse. But as the story goes, he built a mechanical eagle that flew towards an approaching emperor, greeted him and then accompanied him as he entered the city. It’s easy to see why a ruler would be impressed by such a display. And the contraption helped to ensure that Regiomontanus would become known as one of the fathers of robotics.

7. The Flutist

In addition to his defecating duck, Jacques de Vaucanson made a number of other automatons, including a flute player that wowed onlookers. He supposedly first imagined the flutist while in the delirious grips of serious illness.

A drawing of three of Vaucanson’s works. The flute-player is on the left, another human-like automaton is on the right, and the famous pooping duck is in the middle (Image Credits: HowStuffWorks)

The wooden flutist, which was painted white to resemble a marble statue, was remarkable because at more than 5 feet (1.5 meters) tall, it was lifelike in size and shape. And it didn’t just play one tune – it knew a whopping 12 separate pieces of music.Clock-like mechanisms inside the body moved a series of nine bellows. The bellows forced air through the device’s “lips” and into the flute. The mouth and tongue changed position, as did the fingers, to create many different tones in the instrument.

8. Euphonia

Imagine, if you will, a disembodied, mechanical head speaking to you in a monotonous and eerie voice. No, it’s not the customer service line of your wireless carrier – it was Euphonia, a so-called talking machine built by Joseph Faber in the mid 1800’s. Faber researched the anatomy of human speech and fabricated mechanical parts after them. Then he assembled a machine consisting of bellows, pedals, chambers and even an artificial glottis. The operator used 16 keys corresponding to consonants and vowels, and in the proper hands it could recreate any European language in whisper, conversational voice or song.

People weren’t utterly charmed by a half-woman whispering to them in a creepy voice (Image Credits: Wikipedia)

It seems that people were a little creeped out by this robotic talking woman – or perhaps by Faber, too, who was reported to be an eccentric. Although not many people flocked to see his creation, Faber’s Euphonia influenced technology of the day and may have helped inspire the telephone.

9. Karakuri Ningyo

The Edo period in Japan lasted from around 1600 to nearly 1900, and it was a good time for arts, culture and, yes, automatons. During this period, karakuri ningyo (basically meaning mechanized dolls) were born.

Many of the inner workings of these dolls are skillfully hidden with beautiful clothing (Image Credits: WorldImaging)

The dolls varied in their sophistication and capabilities. In one example, placing a cup of tea on a tray in the doll’s hands caused it to walk and then bow. Another doll was able to grip arrows and then fire them at a target using a bow. Still another could do handsprings down a staircase. All of them work thanks to internal clockwork gears and mechanisms. They were built mostly for entertainment. But it’s easy to see how they’ve influenced Japan’s modern-day obsession with robotics and technology.

10. The Hot Air of a Steam Man

In the late 1890s, reports surfaced regarding a steam-powered man that could walk 5 miles per hour over rough land. The inventor was George Moore, a professor who hailed from Canada. A breathless account in the New York Times indicated that a gas-powered boiler was tucked away inside the smoke-belching robot, generating about half a horsepower to drive the iron man forward. Attached to a post by a horizontal bar, the man could walk rapidly in circles.

The cigar is a clever way to vent the steam that powers the mechanical man (Image Credits: Getty Images)

Amusingly, there are no verified accounts supporting the steam man’s existence. He may have been a complete fabrication that spun out of control, perpetuated by lazy or incompetent reporting. Whether the steam man existed is irrelevant. It’s still true that many inventors and tinkerers managed to cobble together robots and automatons in the early days of technology. They did so by trial and error and without engineering software or YouTube videos to guide their efforts. That makes their efforts all the more notable and earns their works of art and mechanics a permanent place in robotics history.

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The steam-powered pigeon of Archytas – the flying machine of antiquity - History

John Stringfellow
1799 - 1883

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John Stringfellow, who had grown up in the lace and carriage building industries, had a real appreciation for machines, and most especially for steam engines. He became intimately familiar with the oddities of steam powerplants and demonstrated a remarkable ability at designing and building light steam engines. Within a short time after William S. Henson patented his design for the "ARIEL" Aerial Steam Carriage in 1842, John Stringfellow became his associate. It's possible that Henson went looking for someone skilled in steam engine design and fabrication and thus found Stringfellow, for Henson's skill was in engineering and design, not fabrication.

Along with Frederick Marriott and D. E. Colombine, Henson and Stringfellow incorporated the Aerial Transit Company in 1843, to build and operate a passenger-carrying version of the "ARIEL." Their first large model "ARIEL" failed to fly and they went on, over the course of almost two years, to construct a larger version with a 20 foot wing span. Between 1844 and 1847 Henson and Stringfellow made a series of attempts to fly their "ARIEL" models but they simply did not fly. In 1848 Henson left the enterprise and moved with his wife and family to the U.S., leaving Stringfellow to pursue aeronautical research on his own.

The first result of Stringfellow's efforts was the 1848 machine shown below, which was powered by two contra-rotating propellers driven by one of Stringfellow's powerful and lightweight steam engines. The first attempt to fly the 10 foot wing span machine took place indoors, and a lack of proper balance resulted in a failure and damage to the machine. The second attempt was a rather wonderful success, for the flying machine left a guide wire and flew straight and true for about 30 feet.

Stringfellow's First Steam Engine Powered Flying Machine - 1848

John Stringfellow and his son Frederick J. Stringfellow collaborated on the experiments and built a number of flying machines together and individually. Perhaps the most famous of John Stringfellow's machines was his steam powered triplane of 1868, which was exhibited at the Crystal Palace in London, England. The superimposition of wing surfaces was an idea which Stringfellow borrowed from Francis Wenham. Except for the lack of a vertical tail surface, it is the very image of an early aeroplane. It was tested a number of times while at the Crystal Palace and did, on occasion, manage to leave the guide wire and fly for a distance. This very flying machine (the steam engine of which won first prize at the Crystal Palace exhibition) is on display in the Early Flight Gallery of the National Air & Space Museum, Washington, D. C. Frederick J. Stringfellow built his own flying machine in 1868 also, a steam powered twin-propeller tandem-winged monoplane, and it too was displayed at the Crystal Palace.

Stringfellow's Steam Engine Powered
Large Model Triplane On Display At The Crystal Palace, London, England - 1868
Rear View Of Stringfellow's Steam Engine Powered
Large Model Triplane On Display At The Crystal Palace, London, England - 1868
Frederick J. Stringfellow's Steam Engine Powered Large Model Biplane - 1868

John Stringfellow had planned to eventually build a flying machine which would carry him aloft, and equipped a building for just that purpose. Age and illness intervened, however, and that machine was not built.


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