Водяные и ветряные мельницы
Как и в случае со многими другими изобретениями, идея использования энергии воды, по-видимому, осенила нескольких разных новаторов в одно и то же время. Поэтому никто абсолютно не может быть уверен в том, где же это произошло.
Традиционно претендентами на первенство являются римляне, поскольку именно архитектор Витрувий упоминает о водяных колесах примерно в 20 г. до н. э. Самое раннее непосредственное археологическое доказательство существования в Римской империи водяного колеса найдено в Венафро, деревне неподалеку от Помпеев. Здесь в результате извержения Везувия в 79 г. н. э. было погребено вертикальное водяное колесо, в лаве сохранился его след.
Чуть более раннее упоминание о водяном колесе имеется в записи, сделанной в конце I в. до н. э. греческим географом Страбоном, который описывает богатства Митридата, царя Понтийского царства на турецком побережье Черного моря. Он и его царство были захвачены римским военачальником Помпеем в 65 г. до н. э.:
"Это было у кабири*, у них был построен дворец и, кроме того, водяное колесо. Там были зоосады и, между прочим, охотничьи угодья и рудники".
Дворец у кабири был построен предшественником Митридата в 120 г. до н. э., так что водяное колесо вполне может относиться к началу I в. до н. э.
Китай также может претендовать на лидерство в этом вопросе, хотя имеющаяся ссылка не так прямо указывает на это: согласно историческим записям, сверхсложное гидроэнергетическое устройство для раздувания кузнечных мехов было изобретено примерно в 31 г. н. э. управляющим Ту Ши. Маловероятно, чтобы китайцы так быстро достигли подобного уровня развития, им должны были предшествовать более простые в техническом плане водяные колеса. Существуют записи относительно использования воды для приведения в действие дробильных машин в 20 г. н. э., но не приближавшимся так близко к технологическим достижениям, как в случае с кузнечными мехами Ту Ши.
И наконец, в Бёлле на полуострове Ютландия (Дания) археологи обнаружили следы дамб, водохранилищ и водопроводов. Несомненно, для обеспечения водой использовались два горизонтально установленных водяных колеса. С полной уверенностью нельзя назвать точную дату их появления: возможно, они относятся к I в. н. э. или даже к более позднему периоду. Однако то, что это горизонтально, а не вертикально расположенные водяные колеса, может говорить в пользу независимого изобретения.
Но каково бы ни было их происхождение, водяные колеса были призваны сыграть основную роль в экономике древнего мира, особенно при размоле зерна. Поскольку они лишь от случая к случаю упоминаются в сочинениях римских писателей, то их значение в основном недооценивается историками. Последние археологические находки подтверждают, что в действительности водяные колеса были обычным явлением в поместьях, фортах и городах на всей территории империи, даже далеко на севере (например, на Римском или Адриановом валу). Однако водяные колеса достигли вершины популярности не только в средневековые времена.
Самый большой комплекс римских водяных колес находится в Барбегале неподалеку от Арля (Южная Франция) и датируется примерно 300 г. н. э. Вода из реки Дюранс с крутого холма переводилась по акведуку, имеющему два лотка, каждый из которых спускался с холма ступенями. Всего насчитывалось восемь таких ступеней, и на каждой в обеих ответвлениях было установлено водяное колесо. Пропускная способность этого впечатляющего образца инженерной мысли оценивалась в 27 тонн зерна ежедневно, этого количества было достаточно, чтобы прокормить 12 500 человек.
Изобретением, которым мы, конечно же, обязаны Риму, является корабельная мельница, созданная великим византийским полководцем Велисарием в 536 г. н. э. Он участвовал в походе с целью отвоевать Италию у готов в пользу Восточной Римской империи. Велисарий и его армия были окружены в Риме готами, которые, прекратив подачу воды
на городские мельницы, надеялись тем самым взять жителей измором. Велисарию пришла на ум мысль установить мельницы на баржах и поплыть по Тибру. Готы пытались сорвать его планы, пуская по реке деревья и мертвых римлян, которые, попав под лопасти колес, должны были воспрепятствовать дальнейшему продвижению. Но хитрый военачальник натянул против течения большую сеть, улавливающую все, что оказывалось в воде. И город выстоял.
Водяные мельницы были необходимы в мусульманском мире, где выращивалось много зерна. В Мосуле в X в. н. э. к берегам рек Тигр и Евфрат швартовались большие корабельные мельницы из железа и тикового дерева. Каждая из них имела две пары жерновов, работавших круглые сутки и способных обеспечивать выход 10 тонн муки в день, необходимых, чтобы прокормить 1,5 миллиона ртов Багдада.
Могущественный ветер
Известный александрийский инженер Герон в I в. н. э. изобрел питаемый энергией ветра орган, который приводился в действие флюгером. Однако нет доказательств того, что данный механизм создавался где-либо вне мастерской Герона. И довольно странно: хотя римляне были знакомы с возможностями ветра благодаря Герону, они никогда не использовали ветряную мельницу, так как необходимую энергию в достаточном количестве давали реки.
После продолжительного забвения ветряная мельница в конце концов появилась в мусульманском мире, чему в значительной степени способствовала потребность в мельницах для размола зерна в районах, не имевших рек и крупных ручьев. Образец, созданный Героном, был известен инженерам из мусульманского мира, действительно сохранившим больше достижений греко-римской технологии, чем их европейские конкуренты. Однако изобретатель мусульманской ветряной мельницы, возможно, и знавший работы Герона, создал совершенно другую конструкцию. Вал, удерживающий лопасти, очевидно, был установлен вертикально, а не горизонтально, и размещался в вертикальной трубе из кирпича-сырца, имеющей дверь и воздухопроводы (для захвата воздуха). В результате появилось сооружение, напоминающее современную вращающуюся дверь!
Считается, что изобретатель мусульманской ветряной мельницы жил в Иране в период его захвата арабами в середине VII в. н. э. Второй халиф, Омар (634—644 гг.), обложил высокими налогами ветряные мельницы, созданные иранским изобретателем: предполагают, что новатор в порыве ярости убил халифа. Какова доля правды в этой занимательной истории — определить трудно, но археологи установили, что сооружения из кирпича-сырца для установки ветряных мельниц были сделаны в Афганистане и Иране не позже IX в. Оттуда идея разошлась по всему арабскому миру и даже вышла за его пределы, в Индию и Китай.
К 1137 г. изобретение достигло Англии, где оно претерпело значительное изменение. Был создан существенно новый вид ветряной мельницы (скорее, похожий на вариант Герона), в котором вал устанавливался горизонтально, а не вертикально, но лопасти вращались горизонтально. В мельнице-стойке, самой популярной конструкции, все сооружение мельницы могло поворачиваться навстречу ветру. Это решение оказалось настолько успешным, что вскоре ветряные мельницы стали привычным атрибутом в сельской местности средневековой Европы.
|
|
Читайте в рубрике «Сельское хозяйство»: |
Военная техника | Телекоммуникации | Электроника | Энергетика | Физика | Химия | Биология | Математика | Психология | Физиология | Экономика | Металлургия | Строительство | Сельское хозяйство | Медицина | Культура и искусство | Виды двигателей | Машины и механизмы | Воздушный транспорт | Водный транспорт | Автотранспорт | Ж/д транспорт | Физики | Химики | Математики | Биологи | Европейские изобретатели | Американские изобретатели | Российские изобретатели | Советские изобретатели | Методология науки | Развитие креативности | Как стать изобретателем | Изобретения будущего