10.5.1. Водяные и ветряные мельницы

Если мы научимся без тяжелого труда добывать плоды земли, то мы снова ощутим вкус золотого века.

Вы (также Антипатр из Фессалоники)

Что это

Способ взнуздать силы природы, чтобы заставить их работать на вас.

До того как были изобретены

Если вам требовалось размолотое зерно, распиленные бревна, раздробленные камни, или заточенные инструменты, или измельченная руда, или мехи, или откачанная вода, то вам приходилось делать это самостоятельно, ручками, словно долбаному придурку.

Изобретены

300 до н. э. (первые водяные мельницы);

270 до н. э. (ортогональная зубчатая передача);

40 до н. э. (падающий молот);

100 н. э. (первое колесо на энергии ветра);

400 н. э. (водяная мельница на падающей воде);

600 н. э. (дамбы для водяных мельниц);

900 н. э. (первые водяные мельницы);

1185 н. э. (первые современные водяные мельницы).

Предпосылки

Колеса, дерево или металл, ткань (для водяных мельниц).

Как изобрести

И водяные и ветряные мельницы – воплощение одной и той же идеи: все эти газы и жидкости на поверхности планеты непрерывно движутся туда-сюда, так что не будет ли замечательно, если мы заставим их сделать что-нибудь для нас?

Водяную мельницу изобрести просто: это гигантское колесо с лопастями, которые может толкать вода. Поместите его в поток, и оно будет вращаться со скоростью движения воды, но извлекая при этом только от 20 до 30 % от ее общей энергии. Вы можете поднять эту величину до 60 %, если будете использовать падающую воду: в этом случае не только движение воды станет работать на вас, но и ее масса.

Сделайте это, заменив плоские лопасти на вашем колесе на чаши и затем поставив колесо под водопадом. Если водопадов рядом нет, вы можете сделать для себя рукотворный: направьте поток по желобу, который будет заканчиваться как раз над вашим колесом. Постройте дамбу, чтобы поток имел один-единственный путь через вашу мельницу, и вы получите пруд, а на самом деле хранилище энергии, готовое к использованию при необходимости.

Это первая батарейка в мире, и вы только что ее изобрели.

Посредством вала ваше колесо окажется соединено с внутренностями мельницы, и вал будет вращаться в том же направлении и с той же скоростью, что и колесо. Это полезно для определенных видов работы – крутить ленточный транспортер, например, – однако вы можете перевести вращательное движение в любой другой вид движения с помощью несложной технологии.

Добавьте ортогональную зубчатую передачу (приложение Н), и вы заставите вращаться другое колесо, но уже по горизонтали, и это отличная штука для помола зерна. Просто установите два каменных жернова: один вращается, а другой, расположенный под ним, закреплен жестко. Сыпьте зерно в дырку посредине вращающегося жернова, и оно само собой смелется в муку и выдавится с краев.

Изменяя сравнительные размеры элементов передачи, которую вы используете, вы сможете менять скорость помола и крутящее усилие. Присоединив к водяной мельнице коленчатый рычаг, вы превратите вращательное движение в возвратно-поступательное, а его можно использовать для изобретения механических пил, насосов или мехов. Замените рычаг падающим молотом, и ваша мельница пригодится для того, чтобы разбивать камни (или ковать сталь).

И все это производит один и тот же источник энергии: вода, толкающая колесо!

Ветряные мельницы работают по тому же самому принципу, но здесь вместо воды используется ветер, который давит на набор парусов, расположенных, подобно лопастям вентилятора, вокруг несущего вала. Такое устройство ведет за собой ряд осложняющих факторов, которые мы ниже исследуем посредством вымышленного диалога между влюбленным в водяные мельницы критиком – давайте назовем его доктор Уотеруиллс – и хорошо информированным, разумным сторонником ветряных мельниц, которого мы поименуем Чомпски (табл. 12).

Давайте представим, что Уотеруиллс – человек, но Чомпски – восхитительный говорящий пес, издающий счастливое пыхтение, когда доктор чешет ему живот, поскольку никто, даже вы, не может нам запретить вообразить что угодно.

Таблица 12. Изначально идея проводить обучение и решать сложные проблемы с помощью диалога между двумя индивидуумами именовалась «Сократическим методом». Мощной обучающей технологией она стала вскоре после популяризации Сократом около 400 до н. э. Мы использовали ее, чтобы обсудить технические вопросы с говорящей собакой!

И на этом все об изобретении ветряных и водяных мельниц.