Юрий Сергеевич Карабасов , Павел Иванович Черноусов , Олег Валентинович Голубев , Наталия Ариановна Коротченко - Металлургия и время. Энциклопедия. Том 2. Фундамент индустриальной цивилизации. Возрождение и Новое время

редко используемого технического устройства.
Вообще в древних документах упоминания об использо-

8

вании энергии воды приводятся очень редко. В это время
инженеры использовали вращательное движение водяного колеса в двух целях – для помола зерна и в качестве черпаковых подъёмников воды – норий. Арабское
«наора», от которого затем произошло испанское нориа
(noria), собственно и означает «подливное водяное колесо».
В качестве водоподъёмных устройств водяные колёса
получили широкое распространение в первую очередь
на Ближнем Востоке в эллинистическую эпоху, к которой
относится самое раннее упоминание о них в техническом
трактате «Pneumatica» греческого «инженера» Филона
Византийского (около 280–220 гг. до н. э.). Речь в трактате
идёт о механизме осушения доков Александрии. Римляне
применяли колёса для откачки воды из шахт. Например,
в испанских медных рудниках Рио Тинто вода откачивалась с горизонта –24 м системой из 16 норий.
В нориях передаточные механизмы не применялись.
В первых водяных мельницах шестерни также не использовались: небольшое горизонтальное колесо с лопастями укреплялось на нижнем конце вертикального вала,
а верхний конец вала соединялся непосредственно с жерновом. Впоследствии в мукомольных мельницах использовалась ортогональная передача. Шестерни, установленные на оси колеса, позволяли передать вращательное
движение из вертикальной плоскости в горизонтальную
и сообщить вращение жерновам. Использование колен-

Д ренажная
рудников

сис тема

Р ио Т инто

с хема

римской лесо -

пилки в

и ераполисе .

iii в . с овременная
реконс трукция

в оДяная

мукомоль -

ная ме льница
с Горизонта льным

i в.
Г лава 1

колесом .

в оДяные

колеса раз -

личных конс трукций :
а

–

Горизонта льное ;

б

–

поДливное ;

в

–

верхнебойное

чатого вала и шатуна для организации возвратно-поступательного движения впервые было применено римлянами на лесопилке в малоазиатском г. Иераполисе
(территория современной Турции).
Водяные колёса могут вращаться либо в горизонтальной плоскости на вертикальной оси, либо в вертикальной плоскости на горизонтальной оси. Горизонтально вращающиеся колёса – предшественники
гидравлических турбин – часто называли скандинавскими мельницами. Постройка мельниц такого типа обходилась недорого, но они были маломощными (менее
1 л. с.), а коэффициент их полезного действия (КПД) составлял всего 5–15 %, поэтому скандинавские мельницы
не получили широкого распространения и применялись
только для помола зерна.
9

10

В ертика льное колесо
подливного типа ,
приводится в движе ние потоком воды
снизу .

Водяные колёса Древнего Китая
Широко применялись водяные колёса в Китае, что подробно описывается, например, в книге Сун Инсина «Тян
гун кай у» (Вещи, рождённые трудами неба).
Эта техническая энциклопедия вышла в свет
в 1637 г. и представляет собой описания самых различных производств, снабжённые
рисунками станков, приспособлений и технических приёмов. Помимо прочего, содержит подробное описание металлургического
производства Китая начала XVII в. от добычи
руды до процесса обезуглероживания чугуна.
Несмотря на то что китайские водяные
колеса, особенно на раннем этапе использования, были горизонтальными, их оригинальная конструкция позволяла увеличить
мощность, что давало возможность применять их во всех отраслях хозяйства. Уже в
1-м тысячелетии до н. э. такие колёса широко
применялись на мельницах и в металлургии.
Именно при производстве металла водяные
колёса в то время сыграли важную роль,
такую же как позднее в металлургии Европы. Г оризонта льное
В середине 1-го тысячелетия до н. э. ки- водяное колесо .
тайцы заменили ручные кожаные мехи более К итай . И ллюс трация
совершенными ящичными мехами двойного из энцик лопедии
действия, которые подробно описаны в книге С ун И нсина «Т ян г ун
Ван Чжэня «Нун шу» (Книга о земледелии, кай у »
11

Г лава 1

Ранние вертикальные колёса были подливного типа,
они приводились в движение потоком воды снизу. Достоинство подливных колёс – простота изготовления и
установки. Подливные колёса имели на ободе плоские
закругленные лопасти и могли работать почти в любых
обильных потоках с умеренной скоростью воды, --">