Энергия и цивилизация - читать онлайн книгу. Автор: Вацлав Смил cтр.№ 57

Страница

Рисунок 4.19. Велосипеды появились удивительно поздно и эволюционировали очень медленно. На неуклюжей машине барона фон Дреза (1816) приходилось отталкиваться ногами. Педали впервые прикрепили к оси переднего колеса в 1855-м, и это усовершенствование вошло в конструкцию велосипедов 1860-х годов. Последующая эволюция привела к возникновению огромных передних колес и изобилию несчастных случаев. Только в конце 1880-х появились безопасные, эффективные и простые современные машины. Рисунки заимствованы из Byrn (1900)

Улучшенные велосипеды, снабженные фонарями, багажниками и тандемными сиденьями, стали широко использоваться для доставки грузов, поездок за покупками и отдыха во многих европейских странах, особенную популярность они приобрели в Нидерландах и Дании. Позже они распространились по всему миру, количество велосипедов в бедных странах превысило таковое в Европе. История коммунистического Китая была особенно тесно связана с массовым использованием этой машины. До начала 1980-х годов в Китае не было частных автомобилей, и до конца 1990-х большинство жителей пригородов ездили на работу и домой на велосипедах даже в крупных городах. Последовавшее создание метро во всех главных городах и введение в обиход автомобилей снизило количество велосипедов на дорогах (тенденция была лишь частично перекрыта растущей популярностью е-байков), но только не в сельской местности. Китай все еще остается крупнейшим производителем велосипедов: около 80 миллионов единиц в год, из которых более 60 % экспортируется (IBIS World 2015).

Передвижение по воде с помощью человеческих мускулов имело куда большую эффективность, чем наземный транспорт на живой силе. Весельные суда были сконструированы так, чтобы интегрировать усилия десятков или даже сотен гребцов. Естественно, непрерывная напряженная гребля с помощью тяжелого весла требовала серьезного труда, и когда ею приходилось заниматься в тесном, ограниченном пространстве под палубой, она была чрезвычайно изнурительной. Наше восхищение перед сложным устройством и уровнем организации больших гребных судов не должно затмевать тот факт, что их быстрое движение обеспечивалось огромным количеством человеческого страдания. Особенно хорошо изучены корабли античной Греции (Anderson 1962; Morrison and Gardiner 1995; Morrison, Coates and Rankov 2000). Суда, которые везли греческих воинов в Трою, пентеконтеры с 50 гребцами, могли иметь входную полезную мощность в 7 кВт.

Трехрядные триеры (римские триремы), лучшие боевые корабли классической эпохи, приводились в движение 170 гребцами (рис. 4.20). Сильные гребцы могли толкать триеру с мощностью более 20 кВт, достаточной, чтобы получить максимум скорости около 20 км/ч. Но даже при движении с обычной скоростью 10–15 км/ч маневренные триремы оставались мощными боевыми машинами. Их бронзовый таран мог с опустошительным эффектом проделывать дыры в корпусе вражеского судна. В одной из самых знаменитых битв в истории победа маленького греческого флота над куда более крупным персидским при Саламине (480 год до н. э.) была достигнута благодаря триерам. Они также были самыми важными боевыми кораблями в республиканском Риме. Их полномасштабная реконструкция была завершена в 1980-х годах (Morrison and Coates 1986; Morrison, Coates and Rankov 2000).

Более крупные суда – квадриремы, квинквиремы и так далее – начали строить после смерти Александра Великого в 323 году до н. э. Поскольку нет указаний, что у этих кораблей было более трех рядов весел, предположительно по два человека и более управлялись с одним веслом. Конец этой последовательности был достигнут с созданием тессераконтеры в правление Птолемея Филопатора (222–204 до н. э.). Корабль длиной 126 м нес более 4000 гребцов и почти 3000 воинов и теоретически мог двигаться с мощностью более 5 МВт. Но из-за веса (вместе с тяжелыми катапультами) он оказался малоподвижной и крайне затратной ошибкой кораблестроения.

Рисунок 4.20. Вид сбоку, частичный план и поперечный разрез реконструированной греческой триремы «Олимпия». Шесть ярусов, выстроенных в форме буквы V, содержали 170 гребцов, весла верхнего яруса вращались на вынесенных за борт аутригерах. Заимствовано из Coates (1989)

В Средиземноморье большие весельные суда сохранили важность вплоть до XVII века: в это время крупнейшие венецианские галеры имели 56 весел, каждым управляли пять человек (Bamford 1974; Capulli 2003). Большие долбленые каноэ маори приводило в движение почти такое же количество воинов (до 200). Общий лимит агрегированной человеческой мощности при постоянной гребле, таким образом, лежал между 12 и 20 кВт. Но имелись корабли, которые приводились в движение педалями или ступальными мельницами. Во времена династии Сун китайцы строили все более крупные боевые корабли с гребными колесами, на которых до 200 человек давили на педали (Needham 1965). В Европе намного меньшие буксиры, приводимые в движение 40 работниками, которые вращали лебедки или ступальные мельницы, появились в середине XVI века. Одушевленная энергия была первичным движителем и при перевозке товаров и людей на баржах и судах по каналам (примечание 4.13).

Каналы были особенно важными катализаторами экономического развития в центре китайского государства (нижнее течение Хуанхэ и Северо-Китайская равнина) со времен династии Хань (Needham et al. 1971; Davids 2006). Вне всяких сомнений, самой длинной и известной из этих транспортных артерий является da yunhe, Большой Канал. Его первую секцию открыли в начале VII века, а после завершения строительства в 1327 году появилась возможность гонять баржи из Ханчжоу в Пекин. Разница по широте между ними составляет 10°, а расстояние – около 1800 км. На первых каналах использовались неудобные двойные рампы, по которым волы затаскивали суда на более высокий уровень. Изобретение шлюзового замка в 983 году дало возможность перемещать корабли безопасно и без потери воды. Последовательность шлюзов позволила поднять верхнюю точку Большого Канала на 40 м над уровнем моря. Суда по китайским каналам тянули бригады работников, волы или водяные буйволы.

В Европе каналы стали особенно важными в XVIII и XIX веках. Лошади или мулы, шагавшие по прилегающим путям, тащили баржи со скоростью около 3 км/ч с грузом и до 5 км/ч – пустые. Механические преимущества подобного вида транспорта были очевидными: по хорошо сконструированному каналу одна тяжелая лошадь могла везти груз в 30–50 тонн, на порядок больше, чем на лучшей твердой дороге. Паровые двигатели постепенно заменили тягловых животных, но многие лошади работали на небольших каналах еще в 1890-е годы.

Страница