先贤匠影|翻车提水的智慧

在没有水泵的古代,人们是怎么把低处的水送到高处浇灌田地的?一台名叫“翻车”的木制机器解决了这个大难题。它不需要油、不需要电,全靠人力踩踏就能让河水乖乖爬上岸,堪称古代的“自动提水机”。

翻车,也叫“龙骨水车”,是中国古代最重要的灌溉工具之一。它的外形像一条长长的木槽斜架在岸边,槽内有一串用木板和木销连接而成的“龙骨链”,链条上每隔一段就装一块刮板。人踩动踏板,带动龙骨链循环转动,刮板就把水从低处一斗一斗地舀上来,顺着木槽流进田地里。

翻车的设计看似简单,却藏着不少巧妙的力学原理。

首先是齿轮传动系统。翻车顶部装有一组木制齿轮,人踩动踏板时,踏板带动曲柄旋转,曲柄再通过齿轮驱动龙骨链转动。这套传动系统能把人的踩踏力量放大好几倍,让一个人就能提起大量的水。古人不认识齿轮模数,却能凭经验做出啮合完美的木齿轮,令人佩服。

其次是连续提水原理。龙骨链上的刮板每隔一段距离安装一块,形成一个接一个的“小水斗”。链条循环转动时,下方的刮板不断插入水中舀水,上方的刮板则把水倾倒进木槽。整个过程连续不断,不像用桶打水那样一桶一桶地费劲。据测算,一架大型翻车一天能灌溉上百亩田地。

本报综合