Còn một phương pháp khác là dùng trục xoắn, có thể đưa lên một lượng nước lớn, nhưng không đẩy nước lên cao bằng guồng quay. Cách chế tạo như sau. Hãy chọn một thân gỗ có độ dày tính bằng đơn vị "ngón" (digits) tương đương với chiều dài tính bằng đơn vị "bước" (feet). Thân gỗ này phải được đẽo thật tròn. Các đầu của nó cần được chia chu vi bằng compa thành tám phần, thông qua các đường phân góc vuông và phân góc tám. Các đường này phải được kẻ sao cho nếu đặt thân gỗ nằm ngang, những đường kẻ ở hai đầu trục sẽ tương ứng hoàn hảo với nhau, đồng thời các khoảng cách bằng một phần tám chu vi thân gỗ cũng được đánh dấu dọc theo chiều dài của nó. Sau đó, trong khi vẫn đặt thân gỗ nằm ngang, hãy kẻ những đường thẳng tắp từ đầu này sang đầu kia. Như vậy, các khoảng cách sẽ bằng nhau cả về hướng chu vi lẫn hướng chiều dài. Tại những điểm các đường dọc giao với các vòng tròn cắt ngang, sẽ tạo ra các giao điểm xác định.

[296]

cấu tạo của guồng xoắn ốc lấy nước

(Trích từ ấn bản Vitruvius của Fra Giocondo, Venice, 1511)

Khi đã kẻ các đường này một cách chuẩn xác, hãy lấy một nhành liễu mảnh, hoặc một đoạn cành thẳng cắt từ cây trinh nữ (agnus castus), bôi nhựa đường lỏng, rồi buộc chặt vào giao điểm đầu tiên.

guồng xoắn ốc lấy nước

(Trích từ ấn bản Vitruvius của Fra Giocondo, Venice, 1511)

Sau đó, uốn cành cây vắt chéo sang các giao điểm tiếp theo của những đường kẻ dọc và các vòng tròn; khi nó tiến tới, lần lượt đi qua từng điểm theo đúng thứ tự và uốn lượn xung quanh, nó sẽ được buộc chặt tại mỗi giao điểm. Cứ thế, từ điểm đầu tiên kéo dài đến điểm thứ tám, cành cây sẽ chạm tới và được cố định vào đường kẻ mà phần đầu của nó đã được buộc vào ban đầu. Như vậy, cành cây tiến triển dọc theo chiều dài đến điểm thứ tám cũng đúng bằng quãng đường nó tiến chéo qua tám giao điểm. Tương tự như vậy, các nhành cây khác cho tám phần chia của đường kính, khi được buộc chéo tại các giao điểm trên toàn bộ bề mặt dọc và bề mặt chu vi, sẽ tạo thành những đường rãnh xoắn ốc có hình dáng tự nhiên trông hệt như vỏ ốc sên.

Những nhành cây khác lại được buộc tiếp nối trên đường kẻ của cành đầu tiên, và cứ thế chồng lên nhau, tất cả đều được bôi nhựa đường lỏng, cho đến khi tổng đường kính bằng một phần tám chiều dài. Sau đó, dùng các tấm ván bao bọc và quây xung quanh để bảo vệ đường xoắn ốc. Các tấm ván này cũng được ngâm nhựa đường, rồi buộc chặt lại bằng các dải sắt để chúng không bị tách rời dưới áp lực của nước. Các đầu trục được bịt sắt. Ở bên phải và bên trái của trục xoắn là các thanh dầm, có các thanh ngang cố định chúng lại ở cả hai đầu. Trên các thanh ngang này có những lỗ khoét được bọc sắt; các chốt trục sẽ được đưa vào đó, và như vậy, trục xoắn sẽ được vận hành bằng sức người đạp lên.

Thiết bị này phải được đặt nghiêng theo đúng độ nghiêng của cạnh huyền trong tam giác vuông kiểu Pythagoras: tức là, hãy chia chiều dài của nó thành năm phần; ba phần trong đó biểu thị độ cao của phần đầu trục xoắn; khi đó, khoảng cách từ chân đường vuông góc đến miệng trục xoắn ở đáy sẽ bằng bốn phần kia. Hình vẽ minh họa cách bố trí này đã được vẽ ở cuối sách, ngay phía sau.

Tôi vừa mô tả rõ ràng nhất có thể những nguyên lý chế tạo các cỗ máy bằng gỗ dùng để đưa nước lên cao, cũng như cách thức vận hành để chúng có thể đạt được công năng vô hạn thông qua những vòng quay, ngõ hầu làm cho chúng trở nên phổ biến hơn.