Древние изобретения

Джеймс Питер

"Это было у кабири , у них был построен дворец и, кроме

того, водяное колесо. Там были зоосады и, между про чим, охотничьи угодья и рудники".

Дворец у кабири был построен предшественником Мит- ридата 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.

Римская мельница в Барбегале. Ее 16 черпаковых водяных колес обеспечивали мощность свыше 30 лошадиных сил, необходимую для проворачивания жерновов. Вода, подводимая вверх на мельницу по акведуку, направляюсь по лоткам через водяные колеса. Поток мог регулироваться посредством использования внешнего желоба в качестве водослива. На рисунке в рамке показано, как энергия воды передавалась жернову мельницы.

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 (см. "Введение" в разделе Техника и технологии) 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.

Воссоздание вертикальной ветряной мельницы исламского мира по типу, изобретенному в Афганистане или Иране около IX в. н. э. Колоколообразные каналы в щитах увеличивали скорость ветра и направляли поток воздуха на одну сторону мельничных крыльев, установленных на вшу. В мельницах большего размера их насчитыва л о сь 12 штук.

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.

Одно из первых изображений западной ветряной мельницы. Рисунок сделан в Англии около 1250 г. н. э. Мельник поворачивает мельницу вокруг ее оси навстречу ветру.

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.