В XI, XII и XIII вв. Запад узнал свою первую революцию в механике. Что означает эта революция? Будем понимать под нею совокупность изменений, какие повлекло за собой умножение числа водяных и ветряных мельниц. Эти «первичные двигатели», несомненно, весьма скромны по мощности : от 2 до 5 лошадиных сил на водяное колесо, иногда 5 и самое большее 10 лошадиных сил для крыльев ветряной мельницы. Но в экономике, плохо обеспеченной энергией, они представляли значительный прирост мощности и сыграли определенную роль в первом экономическом подъеме Европы.
Водяная мельница, более древняя, имела намного большее значение, чем ветряная. Она не зависит от непостоянства ветра, а использует воду, в общем менее капризную. Она была более широко распространена в силу своей древности, большого числа рек и речек, водохранилищ, отводных каналов, водоводов, которые могли заставить вращаться колесо с лопастями или плицами. Не будем забывать и прямое использование течения судами-мельницами - на Сене в Париже, на Гаронне в Тулузе и т. д. Не стоит забывать также и о силе прилива и отлива, которую нередко использовали как в мусульманских странах так и в странах Запада, даже там, где приливы и отливы незначительны. В венецианской лагуне у французского путешественника в 1533 г. вызвала восторг единственная водяная мельница, увиденная на острове Мурано, которую приводил в движение «напор морской воды, когда море прибывает или убывает»
Первая водяная мельница была с горизонтальным колесом, своего рода простейшей турбиной; иногда ее называли греческой (ибо она появилась в античной Греции) или скандинавской (так как она долго сохранялась в Скандинавии). С тем же успехом можно было говорить о китайской, корсиканской, бразильской, японской, фарерской или среднеазиатской, потому что в них водяное колесо вращалось иной раз до XVIII, а то и до XX в. в горизонтальной плоскости, развивая при этом минимальную мощность, которая позволяет медленно вращать мельничный жернов. Ничего нет удивительного, что такие примитивные колеса встречались в Чехии еще в XV в. или около 1850 г.-в Румынии.
«Гениальным» решением стал поворот колеса в вертикальную плоскость, осуществленный римскими инженерами в I в. до н. э. Движение, передаваемое зубчатой передачей, затем становится горизонтальным при окончательном вращении жернова, который к тому же будет вращаться впятеро быстрее приводного колеса; бывали и передачи с понижением числа оборотов. Такие первые двигатели отнюдь не всегда бывали примитивными. В Барбегале, около Арля, археологи обнаружили великолепное римское сооружение: акведук с «искусственным напором воды» длиной более 10 км, а в конце его - 18 поставленных одно за другим колес, настоящие последовательно включенные двигатели.
Тем не менее применение таких позднеримских устройств было ограничено несколькими пунктами Империи, и использовались они единственно для размола хлеба. Зато революция 12-13 вв. не только умножила число водяных колес, она распространила их применение на другие области. Применение водяного колеса сделалось многообразным; оно приводило в движение для толчеи руд, тяжелые качающиеся молоты, которыми ковали железо, огромные била сукновален, мехи металлургических печей, а также насосы, точила, дубильные мельницы и, наконец, последнее новшество - мельницы бумажные. Прибавим к этому механические пилы, которые появляются с XIII в., как доказывает это сделанный около 1235 г. чертеж такого любопытного «инженера», каким был Виллар де Оннекур. С необычайным расцветом горного дела в XV в. самые лучшие мельницы стали работать на рудниках: лебедки с реверсом для подъема бадей с рудой, мощные машины для вентиляции штолен или для откачки воды нориями (непрерывной цепью с черпаками) и даже всасывающими и нагнетательными насосами, установки для забивки свай, где рычаги давали возможность приводить в движение уже сложные механизмы, которые почти такими же сохранятся до XVIII в., даже позднее.
В пильных станах, в билах сукновален, в молотах и мехах металлургических печей проблема заключалась в том, чтобы преобразовать движение вращательное в прямолинейное, переменное по направлению; это делалось возможным благодаря применению кулачковых валов. Удивительно в наших глазах то, что дерево позволяло осуществлять самые сложные решения.
Мельница, однако, сделалась универсальным устройством, так что сила рек, использовалась она полностью или нет, была необходима повсеместно и настоятельно. «Промышленные» города приспосабливались к течению рек, приближались к ним, обуздывали текущую воду, принимая вид городов наполовину венецианских, во всяком случае на протяжении трех или четырех характерных улиц. Нюрнберг усилиями Пегница вращал свои многочисленные колеса внутри городских стен и по всем прилегающим деревням (из них 180 еще работали в 1900 г.). В Париже и вокруг Парижа подспорьем служили десятка два ветряных мельниц; но даже предположив, что они ни на один-единственный день в году не останавливались бы из-за безветрия, все они, вместе взятые, не дали бы и двадцатой доли той муки, которую потребляли парижские булочники. Вдоль Сены, Уазы, Марны и малых рек, вроде Ивет и Бьевр (на которой в 1667 г. обосновалась королевская гобеленовая мануфактура), работало 1200 водяных мельниц, большая часть которых предназначалась для помола зерна.
В конце XVIII в. в Галиции, ставшей австрийской, статистика дает на 2 млн. жителей цифру 5243 водяных мельницы (и лишь 12 ветряных). И достаточно присмотреться внимательно к бесчисленным небольшим колесам, видимым на стольких картинках, рисунках, планах городов, чтобы понять, сколь они были всеобщим явлением. Во всяком случае, если в других местностях соотношение между водяными мельницами и численностью населения было такое же, как в Польше, их должно было бы насчитываться накануне промышленного переворота 60 тыс. во Франции и примерно 500-600 тыс. в Европе. Ласло Маккаи в детальной статье о водяной мельнице, примерно подтверждает эти цифры: «...от 500 до 600 тыс. мельниц, что равно 1,5-3 млн. лошадиных сил ».
Ветряная мельница появилась намного позже водяного колеса. До недавнего времени ее считали «уроженкой» Китая; более вероятно, что она пришла с нагорий Ирана или из Тибета.)
В Иране, по-видимому, с VII в. н. э. и уж наверняка в IX в. мельницы вращались, приводимые в движение парусами, установленными вертикально на колесе, которое само двигалось в горизонтальной плоскости. Движение этого колеса, передаваемое на центральную ось, приводило во вращение жернов для размола зерна. И еще одно преимущество: связь между движением ветряка и вращением жернова не требовала никаких зубчатых передаточных устройств. По-видимому, от мусульман такие мельницы распространились в Китае и в Средиземноморье.
Ветряная мельница, более дорогая в эксплуатации, чем ее родственница, требовала больших расходов при равной работе, в частности на помол зерна. Но ее использовали и по-иному. Огромная роль этих мельниц в Нидерландах с XV в. (и еще более-после 1600 г.) заключалась в приведении в движение бесконечных цепей с черпаками, которые собирали грунтовые воды и сбрасывали их в каналы. Таким образом, они станут одним из орудий терпеливого отвоевывания нидерландских земель под защитой дамб, прикрывающих от моря и от тех озер, что образовались на слишком долго разрабатываемых в прошлом торфяниках. И еще одна причина того, чтобы Голландии стать родиной ветряной мельницы: страна лежит в центре обширного пространства с постоянными западными ветрами, дующими с Атлантики в направлении Балтийского моря.
Первоначально всю мельницу поворачивали вокруг ее оси, чтобы сориентировать крылья по ветру, как, скажем, бретонские мельницы с характерным названием «подсвечники» . Вся мельница монтировалась на центральной мачте, и поворотный брус позволял поворачивать весь комплекс. Так как крылья выгодно располагать сколь возможно выше над землей, дабы они ловили самый сильный ветер, механизм передачи и жернова располагались высоко (отсюда потребность в подъемнике для мешков). Маленькая подробность: ось крыльев никогда не бывала строго горизонтальной, ее наклон регулировали эмпирическим путем.
Довольно рано, по достоверным данным-в XVI в., благодаря голландским инженерам распространилась башенная мельница: для перемещения крыльев достаточно было передвигать только подвижный верх постройки. В таких мельницах сложность была в том, чтобы облегчить движение «шапки» по неподвижной части мельницы, используя деревянные полозья или же подшипники разных конструкций. Внутри мельницы требовавшие решения проблемы оставались теми же: управлять - останавливать движение крыльев, изменять положение их лопастей, обеспечить медленное оседание из бункера зерна, которое через «окно» проходит сквозь верхний вращающийся жернов, а главное-изменять посредством зубчатой передачи направление движения, которое должно преобразовываться из вертикального движения крыльев в горизонтальное вращение жерновов.
В более общем смысле великим прогрессом было открытие, что один-единственный двигатель, одно-единственное колесо, будь то водяная или ветряная мельница, могло передавать свое движение нескольким орудиям: не одному жернову, но двум или трем; не одной только пиле, но пиле и молоту; не одной толчее, но целому ряду, как в той занятной модели (в Тироле), что «толкла» зерно, вместо того чтобы его молоть (в этом случае грубо измельченное зерно используют для изготовления отрубного хлеба, напоминающего более сухарь, чем хлеб).
Из книги Ф. Броделя "Материальная цивилизация, экономика и капитализм XV-XVIII вв."
Комментарии
/////////Гениальным» решением стал поворот колеса в вертикальную плоскость, осуществленный римскими инженерами в I в. до н. э. Движение, передаваемое зубчатой передачей, затем становится горизонтальным при окончательном вращении жернова, который к тому же будет вращаться впятеро быстрее приводного колеса; бывали и передачи с понижением числа оборотов.//////
Редкая глупость. Для изготовления зубчатой передачи требуется довольно высокое развитие технологий.
достаточно прямых рук, знания геометрии и шаблонов.
или вы из той группы, у которой не получилось сделать требушет, и потом орала что их вообще не было?
Неа. Не достаточно. Сообщество должно иметь соответствующий уровень развития технологий для производства определенных машин и агрегатов.
Тюря - упоротый тролль-хроноложец, не обращайте на него внимания.
Технология не ранее 16 века. Может быть 15.
Широко известен древний т.н. Антикикерский механизм (Антикикерский «компьютер»), поднятый в 1901 году со дна моря возле греческого острова Антикикер, на месте затопления старинного корабля. Механизм, датированный 100-м годом до н.е или даже 200-м годом до н.е. представлял собой сложный шестеренчатый редуктор в составе не менее 30 бронзовых шестерен с двумя циферблатами.
///////Механизм, датированный 100-м годом до н.е или даже 200-м годом до н.е. представлял собой сложный шестеренчатый редуктор в составе не менее 30 бронзовых шестерен с двумя циферблатами./////
Не ранее 19 века. Возможно, вторая половина 18 века. Тогда был достигнут технологический уровень, позволяющий изготовлять механизмы с шестереночными редукторами.
Голословное утверждение ничего не стоит.
Да вы что? Токарные работы, долота, стамески... Конец 18, не ранее.
Приемный папа Иисуса был плотником. Отсюда легко вычислить, что христианству не 2000 лет, а не более 200.
И мореплаванию тоже. А также всем видам колесниц.
фигня.
в прошлом году, проезжая захолустье в Индии, остановился попить сок сахарного тростника на обочине (аналог нашего кваса на обочине). Тростник давят при тебе же, засовывая его в валки (горизонтальные, типа тех, что на советских стиралках для выжимания белья ставились), а валки приводятся в действие через зубчатую передачу от вертикального вала. Вал вращает напарник разливщицы, который ходит по кругу и крутит шест, который другим концом привязан к этому валу. Вся конструкция смонтирована на телеге, и когда вращатель проходит мимо разливщицы, та приседает, чтобы шест ей по голове не въехал.
Все абсолютно (и шестерни) сделано из дерева, и видно, что конструкция примитивная до невозможности.
Т.е. нет особых супертехнологий делать шестерни.
Причём тут энергетика?
Механическая энергия - физика, 7 класс.
Механическая энергия используется в этом оборудовании, да. Но причём тут энергетика? Где преобразование одного вида энергии в другой?
Энерге́тика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:
Первичная природная энергия воды и ветра в крутящий момент. Что не так?
Не так то, что к энергетике эти древние установки никакого отношения не имеют.
Ну если вы там сами себе, исходя из собственных стереотипов, нафантазировали что такое энергетика, то тогда конечно не имеют )))
Ну да, исходя из подобной "логики", мясорубка тоже энергетика, ведь там мускульная сила превращается в крутящий момент на шнеке. Ога?
Я много лет проработал в энергетике, а Вам рекомендую погуглить, что это такое.
А зачем? Вы чуть выше уже сами нагуглили определение. Энергетика - это преобразование первичной энергии (в т.ч. и мускульной силы, ога )) во вторичную. И приведённые в статье механизмы полностью попадают под это определение.
Так же как и мясорубка.
Если в ближайшее время не изобретут что-то сравнимое, то скоро человечкам опять придется мочить друг дружку. Уменьшать количество едоков, так сказать. Сильные мира сего свою пайку снижать не захотят...
почему?
Вообще нет, ибо римляне еще и воду из шахт откачивали.
Бродель это хорошо, но немедленно захотелось ознакомиться с энерговооружённостью на Руси, с ходу что-то не вспоминается ничего существенного
Водяные мельницы применялись и в Древней Руси. Об этом упоминается впервые в ХIII в. в ярлыке хана Менгу-Темира. В дарственную грамоту 1292 г. галицкого князя Льва Даниловича Спасскому монастырю включены водяные мельницы, а Дмитрий Донской в 1389 г. в духовном завещании назвал все принадлежавшие ему водяные мельницы. В 12 известных «Жалованных грамотах Черниговского князя Свидригайла» своим слугам в 1433–1444 г.г. также упоминаются водяные мельницы.
Эти мельницы весьма ценились и поэтому никогда не забывались в завещаниях. Так, в завещании князя Владимира Андреевича, написанном в 1440 году, говорится о водяных мельницах на реках Яузе и Неглинной. Как свидетельствуют летописи, на Неглинной реке в 1519 г. работали 3 водяные мельницы и одна толчея – устройство большого объема для толчения. (Как пишет В.Даль, «какова толчея, та3 ково и толокно»). Там же была выполнена и каменная плотина. Летопись сообщает: «Князь Великий Василий Иванович пруды копал и мельницу каменную доспел на Неглинке…». На Руси в старину строителей водяных мельниц называли водяными людьми.
В 1528 г. была построена водяная мельница на большой реке Волхов. Как записано в Новгородской летописи, «… и ограду сдела, и колесо постави, и камень жерновый постави, и камень нача и вертетися, тако видети, кабы ему и молоти». В ХVI–XVII вв. водяные мельницы строят в большом количестве также в отдаленных районах Урала, Сибири.
Описывая поселения Украины конца XVI века, А.Я Ефименко в своей книге «История украинского народа» (1906) отмечает, например, Побужье как«территорию с огромными удобствами и выгодами для заселения. Вол3 нистая поверхность с чрезвычайно плодо3 родной почвой была орошаема массою текучей воды, образующей превосходные рыбные пруды и в то же время очень удобной для устройства мельниц». Жители украинских поселений занимались и земледелием, но в данный период это был лишь второстепенный, побочный промысел, что доказывает ограниченное количество мельниц (млынов), которые всегда регистрировали в качестве важной статьи доходов.
Вскоре ситуация резко меняется. Диакон Павел Алеппский, сопроводавший летом 1654 года антиохийского патриарха Макария в путешествии по Украине, в описании приходит в восторг от кипучей жизненности страны. В частности, писателя приводили в удивление и восторг множество домашней птицы и животных, особенно свиней, огромные и разнообразные посевы, сады и огороды, рыбные пруды и мельницы с толчеями. В ХVII в. водяные мельницы получили широкое распространение на территории Украины.
Мельницы (млыны) становятся атрибутикой украинского пейзажа (рис. 3.5).
Вспомним, к примеру, «Наймичку» Т.Г. Шевченко («Придбали хутір, став і млин,…»).
Для приведения в движение водяных колес использовалась также сила прилива. Приливные мельницы появились в ХI в. на побережье Адриатического моря, а также в Англии и Франции. Так, в Англии в устье р.Дебен до сих пор работает мельница, первое упоминание о которой имеется в записях Вудбриджского прихода в 1170 г.
К более поздним временам относится сохранившаяся жалованная грамота Ивана Грозного, в которой упоминается о приливных мельницах, построенных Никитой Павловым на берегу Белого моря в Усть-Золотице, а также в других местах.
Мельников на Руси не было?