侯曾炎
(天津大學,天津 300072)
破解金字塔建造之謎而創立的“蓄能起重法”
侯曾炎
(天津大學,天津 300072)
個人的能量,可以斷續蓄存集中釋放;在此過程中,能起吊運送巨大載體(金字塔2.5噸重的石塊)的方法,叫做人力“蓄能起重法”,它應該是人類遺留下來的技術瑰寶。發掘出來再進一步進行科技創新(使用機械動力,增加液壓傳動等功能)稱作機械式“蓄能起重法”。它會釋放出更大的做功能量,開發研制價值很高。如果說:古代的人力“蓄能起重法”能進行金字塔這樣的浩大工程,今天將研制的機械式“蓄能起重法”就會得心應手,隨心所欲,移山填海。時代賦予我們實現偉大理想時機,有待有識之士,鑒別并參加到此事業中來。
金字塔[1];蓄能起重法[2];科技創新
按照金字塔建造年代(公元前2670年)歷史條件,沒有機械動力,只有人力和畜力;沒有鋼材,只有木材、繩索和銅制品,所以使用設備不可能太復雜。經推理研究,所用設備應具備蓄能、起吊、轉移功能。這就是轉動蹺蹺板式“蓄能起重法”的設備結構。所用設備見圖(1—1)。

圖(1—1)

圖(1—2)
圖(1—2)是T形轉軸安裝示意圖。
蓄能節段,操作過程及使用方法如下:人能在圖(1—1)【7】蹺蹺板上來回走動。假如人體重是78公斤,我們想把3000公斤的石塊搬到4米高的高臺上,就要求在80個土袋上裝土,每袋裝75公斤備用。土袋也叫“零擔蓄重物”。首先要求人先到蹺蹺板上A端筐處,A筐在人的體重作用下降到地面上,這時我們用人工放下一個土袋于A筐中,然后要求人向上走過門框到B筐處,B筐下降到地面上,然后再用人工向B筐里放兩個土袋;然后要求人向上走到A筐處,A筐下降到地面上,再用人力放兩個土袋于筐內,這時A筐內共有3個土袋;然后要求人向上走到B筐處,B筐下降到地面上,這時B筐共有4個土袋;然后要求人向上走到A筐處,再用人力放兩個土袋于A筐處,A筐共有5個土袋。就這樣,蹺蹺板上的人每向上走一次,蓄能一次,一直到A筐各裝滿39個土袋,B筐裝滿40個土袋,人站在A筐位置,人稍加移動調節蹺蹺板兩端重量平衡,蓄能完成。
起吊操作:轉動蹺蹺板使A端掛鉤轉到石塊放置處,並使吊鉤掛住栓石塊的吊繩(用提瓶繩結)。為了減少A筐負荷,增加A端掛鉤起吊能力,用人力把A筐的土袋逐個卸掉,調節人在蹺蹺板上人的站立位置,使蹺蹺板達到第二次平衡。用人工蹺動並轉動蹺蹺板起吊石塊轉到應放置高度的位置上。在石塊上再放置稍大于一人的物料加壓固定,其加壓重量大于蹺蹺板上的人體重量,這時要求蹺蹺板上的人走向B端,並把B筐內所有的土袋卸掉,人走出蹺蹺板,卸掉石塊上的重物和A鉤上的繩套,完成了第一塊石的起吊任務。再移動蹺蹺板底座,在底座孔中穿一木棍,兩端用木棍撬動底座轉移蹺蹺板的位置,再進行第二次起吊工作。
載荷的傳遞:被起吊的石塊,在水平地面上移動,一般常用滾木加拉拽辦法,但是地面不可能是平的,有時需要上下傾斜,要求通過溝溝坎坎地移動,再使滾木加拉拽的辦法,就行不通,不好用;這時就采用制造多個轉動蹺蹺板起吊機構,進行手傳手式的傳遞,其方式為第一個轉動蹺蹺板起吊機構,A端石塊轉傳到第二轉動蹺蹺板起吊機鉤的B端,因栓石塊的繩套(是栓瓶結)有兩個繩套,提拉哪一個繩套都可以把石塊提起,A端上的另一繩套掛到第二轉動蹺蹺板起吊機構B端掛鉤上,B端上的人把B筐上的土袋(蓄重物)逐個扔到A端筐內,A鉤脫繩套,B鉤拉起石塊並轉動蹺蹺板到第三轉動蹺蹺板A端,再進行一次石塊的傳遞。這樣進行石塊運輸。
古代人力“蓄能起重法”具有所用設備簡單、操作方便、就地取材等特點。但是人力是有限的,一次蓄重操作,只有幾十公斤,“小額儲蓄”,起重能量受限,如改用機械式“蓄能起重法”起重,其起重方式改為使用叉車、滑輪組法起吊,一次起重量會大增。其起重量為:
Z=h×x
Z=機械式“蓄能起重法”起重量
h=滑輪組法起吊重量
x=蓄能次數
如果用滑組法起吊一次可起吊500噸(蓄重物),蓄能次數為20次,其機械式“蓄能起重法”起吊重量為10000噸,這樣就加大起重能力。并能簡化和降低設備費用。
用鋼材珩架[3]取代木材,用液壓支架自動調節回轉單元平臺成水平狀態,可使得起重機水平旋轉。
“蓄重物”可以是固體,也可以是液體。如用液體,可用水泵灌載,自流卸載。
加大“蓄重物”倉儲容積是大噸位起重的必要措施。可加大加長倉儲(升降箱)的容積。還要解決升降箱同步升降等問題。解決辦法是用“交叉、同位起吊結構[5]”。
現代起重設備結構成果,為機械式“蓄能起重法”機械結構的研制提供了參考示例,如塔式起重機的起升機鉤、回轉機構[4]、變幅機鉤、運行機構。還有其他機械的軌道移動,拖船移動,履帶移動,都有可借鑒之處。方便之門大開著,等待著有識之人闖入。
小試能起重三噸左右,采用人力“蓄能起重法”方案見圖(1-3)。

圖(1—3)
此方案能承擔緊急搶險任務。如地震,遠程旅行中的緊急險情,地勢復雜中的救援等。大型起重設備運不進來,或鞭長莫及、時間急迫的起吊任務可用人力“蓄能起重法”來完成,但是要求訓練有素。慌亂中操作有風險!此方案還可解決快速搭橋任務:辦法是加長蹺蹺板重臂,增加斜拉繩,縮短配重臂,轉動搭接而成。
古代科學技術瑰寶發掘出來,沒法鑒定真假,沒有人能夠穿越時空,進行核對,也就沒法評價。它不同于一般文物,區別在于對現代建設的意義大小。能尋找出它的特點,古為今用,是人們的最大期待。
[1]百度百科.埃及金字塔[DB/OL].[2007-12-31]. http://baike.baidu.com/link?url=8MaSd1tBRediZGvif9o-ERkgDIl57Sb-J1e-X4E5gWhn6IevfLMQCkRiWuqWQUYDB.
[2]侯曾炎.懷柄撈牛的發展——蓄能起重法[J].起重運輸機械,1985,(04).
[3]百度百科.塔式起重機[DB/OL].[2014-06-06].
http://baike.baidu.com/view/1293920.htm?fr=aladdin.
[4]范俊祥.塔式起重機[M].北京:中國建材工業出版社,2004.
[5]侯曾炎.蓄能起重法打撈沉船艇起吊超重超長物體[P].交叉、同位起吊結構發明專利,申請號01116458.1.公開號CN1266001 C.
G642.4 獻標志碼:A
1674-9324(2014)42-0092-02
侯曾炎(1934-),男,河北靜海縣人,工程師,研究方向:古典建筑力學。