Металлургия и время - Том 2

Глава 1

Духовой ящик

и фурма для подачи

дутья в каталонский горн. Рисунок из книги Джона Перси

«Iron and steel». 1864 г.

труб. Вода устремлялась из бассейна вниз, но благодаря коническим воронкам заполняла не всю трубу – возле стенок создавалось разреженное пространство. Под воз-

действием разрежения воздух поступал в трубу через отверстия и смешивался с водой, которая увлекала его в духовой ящик. В духовом ящике воздушно-водяная струя разбивалась на мельчайшие капли от удара об скамейку. Вода из ящика вытекала через отверстие n, а воздух по трубе р поступал к фурме и далее в горн.

Объёмом вдуваемого воздуха управляли, меняя количество воды, поступавшей в духовой ящик, путём изменения положения пробок d, которые подвешивались на цепях к рычагам. На другом конце каждого рычага прикреплялась длинная цепь, опускавшаяся до самого горна. Благодаря этому рабочие могли управлять интенсивностью дутья непосредственно во время работы.

Каталонский водяной молот

Каталонская фабрика оборудовалась самым мощным вододействующим молотом. Вода подавалась на лопасти колес с высоты более 5 м. На деревянном валу А устанавливались железные кулаки С, приводящие молот в действие. Молот (франц. – marteau, англ. – Hammer) располагался на прочном дубовом фундаменте. Чугунная голова мо-

Каталонский горн с тромпой. Рисунок

из книги J.A. Phillips

«A manual of metallurgy, or a practical treatise on the chemistry of the metals». 1854 г.

Применение энергии воды в эпоху мануфактурного производства (XVI – первая половина XVII в.)

К XVII в. в Европе энергия воды широко использовалась, по меньшей мере, в 40 различных производствах. Примером может служить прядение шелка. В шелкопрядильных станках приводимое в движение энергией воды веретено скручивало отдельные шелковые волокна в нитку. К концу XVII в. таких шелкопрядильных станков только в се- веро-восточной части Италии насчитывалось не меньше сотни. Огромный шелкопрядильный цех, построенный на реке Деруэнт в г. Дерби (Англия) в начале XVIII в. Томасом Ломбе, представлял собой многоэтажное сооружение, где работали 300 человек.

Шелкопрядильный

станок с приводом от водяного колеса. Гравюра из книги

Vittorio Zonca

«Novo teatro di machine». 1607 г.

Нехватка рабочей силы вследствие эпидемий и набегов с Востока и Севера заставляла прибегать к использованию механизмов, заменя-

ющих труд человека.

Глава 1

Глава 1

Система рычагов Полхема дала возможность осуществлять привод механизмов на расстоянии до 5 км. Эти деревянные балки, двигавшиеся взад-вперед, в Швеции XVII в. составляли столь же привычный

элемент пейзажа, как в наши дни линии электропередачи.

Механизация и автоматизация Нового времени

Полхем предложил траковую систему для подъёма руды взамен канатной, разумеется, также с приводом от водяного колеса. Ручной труд требовался только на этапе загрузки вагонеток. Новость о новаторском изобретении стала известна королю Карлу XI, который был настолько впечатлён работой Полхема, что поручил ему произвести улучшения на крупнейшей горной разработке Швеции – Фалунском медном руднике.

Получив средства от властей, Полхем путешествовал по Европе, изучая инженерное дело. В 1697 г. он возвратился в Швецию и основал в Стокгольме Laboratorium mechanicum – учреждение для обучения инженеров, которое считается предшественником Королевского института технологий.

Ещё одним, весьма значимым, достижением Полхема было создание «автоматизированного» завода с механизмами, полностью приводимыми в движение водой; автоматизация была достаточно необычным явлением в то время. Впрочем, это нововведение привело к противодействию со стороны работников завода, боявшихся за свои рабочие места. Позднее этот завод сгорел при пожаре, однако до наших дней сохранился построенный Полхемом

железоделательный завод в деревне Энгельсберг, работавший вплоть до 1919 г. Колёса Полхема сохранились и в других частях Швеции, в настоящее время они являются частью индустриального наследия страны и входят в состав музеев под открытым небом (например, в состав «Экомузея Берслагена»).

Разработки Полхема существенно продвинули в XVII в. шведскую металлургию, и без того занимавшую лидирующие позиции в Европе и в мире. Он также усовершенствовал конструкцию прокатного стана и механического молота. Другими весомыми достижениями Полхема было сооружение сухих доков, дамб и шлюзов, которые он проектировал вместе с Эммануилом Сведенборгом. Также, независимо от Джироламо Кардано, он изобрел «узел Полхема» – карданный вал. Полхем работал не только в области механики, он также писал очерки, касающиеся медицины, общественного устройства, астрономии, геологии и экономики. Его портрет можно увидеть на шведской банкноте в 500 крон.

Предтеча Промышленной революции

Начало Промышленной революции обычно связывают с появлением в Англии первых хлопкопрядильных фабрик. Известно, что до 70-х гг. XVIII в. никакие процессы, связанные с производством хлопчатобумажных тканей, не были механизированы на основе водяных установок. В то же время энергия воды широко использовалась для механизации процессов в различных производствах (в том числе при изготовлении сукна из шерсти, скручивании шелковых нитей, при получении льняного полотна), не связанных с хлопкопрядением. Мощность первых станков для производства хлопчатобумажных тканей, оборудованных паровыми машинами, не превышала 20 л. с. И позже, в 30-е гг. XIX в., средняя мощность механизированных хлопкопрядильных станков едва достигала 35 л. с.

Замена физического труда человека техни- Великобритания ческими устройствами, приводимыми в движение энергией воды, и групповое использование таких

устройств началось задолго до того, как эти направления стали характерной чертой зарождающейся английской промышленности. Можно сказать, что британские механизированные текстильные фабрики ознаменовали собой кульминацию эволюционного процесса, зародив-

шегося еще в средневековой Европе.

Глава 1

ство ювелирных изделий и одежд, шитых нитями из драгоценных металлов. Ювелирные ремёсла потребляли огромное количество благородных металлов и их сплавов, прежде всего в виде золотой и серебряной проволоки. Доспехи и вооружение непрерывно совершенствовались с развитием металлургических технологий.

Вплоть до эпохи средневековья принципиальных изменений костюм не претерпевал. При этом доля металла в одежде была незначительной, металлические изделия использовали как украшения, для отделки пояса, для изготовления застежек и пуговиц и т.п. Таким образом, металл лишь дополнял костюм, т.е. носил декоративный характер. Одежда не делилась чётко на мужскую и женскую. В те времена ещё только начинал формироваться принцип кроя, силуэт подчеркивался совсем немного, и

то, как правило, благодаря использованию пояса.

Романский стиль

В раннем средневековье в Западной Европе как в костюме, так и в архитектуре повсеместное распространение получил «романский» стиль, сложившийся в результате слияния античной и варварской культур; характерной его особенностью являлась монументальность форм. Влияние рыцарских доспехов на верхнюю мужскую одежду (блио) выразилось в том, что её форма и покрой были подобны рыцарской кольчуге из мелких колец.

В женском костюме главенствующее положение занимал блио с широкими гофрированными рукавами. Они доходили до запястья и падали почти до земли. Поверх блио надевали узкий жилет – жип, который подчёркивал формы тела и поддерживал грудь. Такой женский костюм создавал новый идеал красоты, выявлял женственность, воспетую поэтами-рыцарями средневековья. Пояс был особенно дорогой частью одежды, его украшали пластинками из драгоценных металлов с цветными камнями.

Революционным материалом, кардинально изменившим принципы конструирования как военного, так и светского

А

Средневековый свет-

ский костюм: а –

романский период

(IX–XII вв.); б – пери-

од «бургундских мод»; в – позднее средневековье (XIII– XV вв.)

костюма стало железо. В средневековье активно развиваются технологии производства высококачественной литой стали в тиглях и кричного железа в высоких сыродутных горнах. Это, в свою очередь, позволяет вывести на новый уровень технологии холодной ковки и изготовления стальной проволоки. Получает всеобщее распространение первый полностью металлический доспех – кольчуга.

Кольчуга

Изготовление кольчуги было высочайшей формой средневекового металлургического искусства. Согласно современным представлениям, кольчуга была изобретена кельтами около 300 г. до н. э. Самыми древними археологическими свидетельствами признаются образцы двух кольчуг, найденные в Киумешти в Румынии. Эти находки

датируются III в. до н. э. Интересно, что эти кольчуги выполнены по различным технологиям: одна состоит из чередующихся рядов штампованных и соединённых встык колец, а другая – из заклёпанных колец. Самые ранние детальные изображения кольчуг – галатские рубашки среди трофейного оружия из Пергама и рисунок галатского наёмника из Сидона II в. до н. э (галаты – кельтское племя, переселившееся на территорию Малой Азии, впоследствии район с названием Галата существовал в Константинополе и до сих пор существует в Стамбуле).

Существует альтернативная версия о том, что кольчуга была изобретена в Ассирии или в Иране в I-oм тысячелетии до н. э. и была широко распространена на Ближнем Востоке, а также у иранских народов, в частности, сарматов. Возможно, это связано с ошибочной идентификацией изображений чешуйчатых или пластинчатых доспехов. Например, знаменитый гобелен из Байе породил миф о кольчуге как универсальной защите рыцаря, в то время как на самом деле он изображает воинов, облачённых в чешуйчатый доспех. Кроме того, кольчатые доспехи могли и не быть собственно кольчугами – кольца могли нашиваться на одежду или набираться на кожаные

ремешки (ленточная кольчуга) и в то же время на изобра-