Kto wynalazł wiatraki w XVI wieku. W jakim kraju i kiedy wynaleziono wiatraki? Zobacz, co „Wiatrak” znajduje się w innych słownikach

Dzisiejszy post jest poświęcony historia wynalezienia młyna- urządzenie wykorzystujące nie energię mięśni człowieka czy zwierząt, ale energię sił natury: wody i wiatru.

młyny wodne

Pierwsi byli wynaleziono młyny wodne. W nich energia przepływu wody została przekształcona w energię rotacyjną. To najprostsze urządzenie składało się z głównego, dwóch latarniowych kół oraz korpusu roboczego - dwóch kamieni młyńskich: ruchomego i stałego. Pierwsze młyny pojawiły się na górskich rzekach i szybko rozprzestrzeniły się wszędzie tam, gdzie mogła powstać kropla wody.
W XI-XII wieku wszędzie zaprzestano mielenia w młynach ręcznych. Młyny wodne w tym czasie stawiano nie tylko na rzekach: na terenie współczesnego Iraku w Basrze budowano młyny przy ujściach kanałów zasilanych wodą w wyniku pływów. Były zasilane wodą, która cofała się podczas przypływu. W Mezopotamii na Tygrysie działały pływające młyny. Młyny Mosulu wisiały na żelaznych łańcuchach pośrodku rzeki.

Początkowo głównym celem młynów było mielenie zboża. Ale w XIIw. kamienie młyńskie zostały zastąpione tzw. pięściami, przeznaczonymi do zupełnie innej pracy. W najprostszej wersji zamiast koła latarniowego na głównym wale młyna zamocowano na sztywno pięść, która sterowała korpusem roboczym. W XII-XIII wieku pojawiły się młyny pełniejsze, żelazne i hutnicze.

Chęć zwiększenia mocy wymusiła budowę dużych instalacji hydraulicznych. We Francji mistrz R. Salem, pod kierownictwem A. de Ville, zbudował w 1682 r. największą elektrownię hydrauliczną z 13 kołami, których średnica osiągnęła 8 m. Koła zainstalowane na Sekwanie napędzały 235 pomp podnoszących wody do wysokości 163 m. Ten system, który dostarczał wodę do fontann parków królewskich w Wersalu i Marly, został nazwany przez współczesnych „Cudem Marly”.

Wielki sukces w budowie konstrukcji hydraulicznych odniósł rosyjski wynalazca K. D. Frołow w kopalniach Kolyvano-Voskresensky w Ałtaju. W latach 70-tych XVIII wieku. w Ałtaju zaczęli wydobywać rudy srebra, które leżały na głębszych poziomach. Stosowane dotychczas maszyny wyciągowe, napędzane trakcją ręczną lub konną, nie były w stanie zapewnić wypompowania wody i wydobycia rudy na powierzchnię. Aby zwiększyć ilość wydobywanej rudy, Frolov opracował projekt budowy kompleksu instalacji wodnych. Po długich zmaganiach z urzędnikami Departamentu Górnictwa K. D. Frołowowi udało się uzyskać akceptację jego propozycji. W latach 1783–1789 zrealizował swój projekt. Była to największa budowla hydrauliczna XVIII wieku.

K. D. Frolov zbudował zaporę o wysokości 17,5 m, szerokości 14,5 m u góry, 92 m u podstawy i długości 128 m, co stworzyło niezbędne ciśnienie wody.

Wiatraki

w Afganistanie wiatraki pojawił się po raz pierwszy w IX wieku. Łopaty koła wiatrowego znajdowały się w płaszczyźnie pionowej i były przymocowane do wału, który uruchamiał górny kamień młyński. Niemal równocześnie z wiatrakami wynaleziono również urządzenia sterujące. Były one konieczne, ponieważ skrzydła młyna były połączone niemal bezpośrednio z kamieniem młyńskim, a zatem prędkość jego obrotu była bardzo zależna od kaprysów wiatru. W Afganistanie wszystkie młyny i koła czerpakowe wprawiane były w ruch przez przeważający północny wiatr, więc kierowały się tylko nim. Młyny były wyposażone w luki, które otwierały się i zamykały w celu regulacji siły wiatru.

W Europie wiatraki pojawiły się w XII wieku, głównie w tych miejscach, gdzie rzek było za mało. W swojej konstrukcji różniły się od młynów wodnych jedynie położeniem napędu i wału głównego.

Istnieją dwa rodzaje wiatraków. W pierwszym, gdy zmienia się kierunek wiatru, obraca się cały korpus młyna, w drugim tylko część czołowa.

Należy zauważyć, że wiatraki, które są integralną częścią holenderskiego krajobrazu, nie służą do mielenia zboża, lecz do wypompowywania wody. Dlatego można zauważyć, że wynalazek dokonany w Afganistanie pomógł uratować kraj europejski.

Na deser proponujemy obejrzeć film o niezwykłych mechanizmach, których pracę warto obejrzeć.

W jakim kraju i kiedy wynaleziono wiatraki?

Daleko w głąb wieków sięga również historia wiatraka. Historia nie zachowała dokładnych wiadomości o produkcji pierwszego wiatraka. Ale wiadomo, że wiatraki są używane w Chinach od kilku tysiącleci.. Łopatkowa turbina wiatrowa jest najstarszą i jednocześnie najstarszą najlepszy typ silnik, który zawiera wiatrak.
W starożytności Izraelici, podobnie jak inne narody, mielli jadalne ziarna „w kamieniach młyńskich”, aby uzyskać mąkę. Praca w młynie ręcznym nie była łatwa. Stopniowo zaczęto używać cięższych kamieni młyńskich, „obracanych przez osła” lub inne zwierzęta. Ale młyny napędzane przez zwierzęta miały też swoje wady. W tym czasie człowiek nauczył się już wykorzystywać energię wody do obracania koła wodnego, a energię wiatru do żeglowania żaglówką. Około VII wieku naszej ery mi. na suchych stepach Azji czy Bliskiego i Środkowego Wschodu połączyli te dwie idee, zmuszając wiatr do obracania kamienia młyńskiego. Pierwsza wzmianka o wiatrakach używanych w Iranie do mielenia zboża również pochodzi z VII wieku p.n.e. OGŁOSZENIE Tak więc z kamienia młyńskiego wyszedł pionowy szyb z żaglami, który obracał się, gdy wiał wiatr. Za pomocą takich prostych wiatraków mielono pszenicę lub jęczmień, a także pompowano wodę z podziemi.
Pierwsza turbina wiatrowa była prawdopodobnie proste urządzenie z pionową osią obrotu, jak na przykład urządzenie używane w Persji 200 lat przed naszą erą do mielenia zboża. Zastosowanie takiego młyna z pionową osią obrotu stało się następnie powszechne w krajach Bliskiego Wschodu. Później opracowano młyn o poziomej osi obrotu, składający się z dziesięciu drewniane stojaki wyposażone w poprzeczne żagle. Podobny prymitywny typ wiatraka znajduje zastosowanie do dziś w wielu krajach basenu. Morze Śródziemne. W XI wieku wiatraki były szeroko stosowane na Bliskim Wschodzie, a do Europy dotarły w X wieku. po powrocie krzyżowców. W średniowieczu w Europie wiele praw dworskich, w tym prawo do odmowy pozwolenia na budowę wiatraków, zmuszało dzierżawców do posiadania ziemi pod zasiew zboża w pobliżu młynów feudalnych majątków ziemskich. Sadzenie drzew w pobliżu wiatraków było zabronione, aby zapewnić „swobodny wiatr”. W XIV wieku Holendrzy stali się liderami w doskonaleniu konstrukcji wiatraków i od tego czasu szeroko stosowali je do osuszania bagien i jezior w delcie Renu.
Wczesne młyny z żaglami na pionowym wale nie były zbyt wydajne. Ale znacznie wzrosła wraz z uświadomieniem sobie, że większa moc jest wytwarzana, gdy łopaty lub żagle są przymocowane do poziomego wału wychodzącego z wieży. Wał poziomy za pośrednictwem kół zębatych nadawał ruch obrotowy wałowi pionowemu, który obracał przymocowany do niego kamień młyński. Potem wymyślili młyny na kozach, czyli „filarach”. Młyny te spoczywały na filarze wspartym na belkach, co umożliwiało obracanie całej stodoły młyńskiej, ustawiając skrzydła pod wiatr. Z oczywistych względów „słupy” nie mogły być bardzo duże, a potem wymyślili inny projekt: stałą wieżę z obrotowym dachem („namioty” lub „holenderki”). W młynach tego typu wał główny wychodzi z dachu, dzięki czemu gdziekolwiek zawieje wiatr, można go wraz ze skrzydłami-żaglami obrócić pod wiatr.
Uważa się, że wiatraki pojawiły się najpierw w południowej części Europy (prawdopodobnie w Grecji) i szybko rozprzestrzeniły się wszędzie. Większość autorów uważa, że ​​wiatraki pojawiły się w Rosji nie wcześniej niż w XVII wieku, chociaż niektórzy badacze przypisują ich pojawienie się na Rusi dopiero w XV wieku.
Początkowo były to ceglane konstrukcje ze skrzydłami, które wyglądały jak ogromne beczki.
W 1772 roku szkocki wynalazca zastąpił żagle żaluzjami, które otwierają się i zamykają automatycznie.

widok na morze z wiatrakiem na plaży

Wiatrak - mechanizm aerodynamiczny, który wykonuje pracę mechaniczną dzięki energii wiatru przechwyconej przez skrzydła młyna. Najbardziej znanym zastosowaniem wiatraków jest ich wykorzystywanie do mielenia mąki.Przez długi czas wiatraki, obok młynów wodnych, były jedynymi maszynami używanymi przez ludzkość. W związku z tym zastosowanie tych mechanizmów było różne: jako młyn, do obróbki materiałów (tartak) oraz jako przepompownia lub przepompownia.Wraz z rozwojem w XIX wieku. silników parowych, wykorzystanie młynów zaczęło stopniowo spadać. „Klasyczny” wiatrak z poziomym wirnikiem i wydłużonymi czworokątnymi skrzydłami jest szeroko rozpowszechnionym elementem krajobrazu w Europie, w wietrznych płaskich regionach północnych, a także na wybrzeżu Morza Śródziemnego. Azja charakteryzuje się innymi konstrukcjami z pionowym ustawieniem wirnika.Prawdopodobnie najstarsze młyny były powszechne w Babilonie, o czym świadczy kodeks króla Hammurabiego (ok. 1750 pne). Opis organów napędzanych wiatrakiem jest pierwszym udokumentowanym dowodem wykorzystania wiatru do napędzania mechanizmu. Należy do greckiego wynalazcy Heron z Aleksandrii, I wiek naszej ery. mi. Wiatraki perskie opisywane są w relacjach geografów muzułmańskich w IX wieku, różnią się od wiatraków zachodnich budową pionową osią obrotu i prostopadle ułożonymi skrzydłami, łopatami czy żaglami. Młyn perski ma na wirniku łopatki podobne do łopatek koła łopatkowego na parowcu i musi być osłonięty osłoną zakrywającą część łopatek, w przeciwnym razie napór wiatru na łopatki będzie taki sam ze wszystkich stron, a ponieważ żagle są sztywno połączone z osią, młyn nie będzie się obracał.Inny typ młyna z pionową osią obrotu jest znany jako chiński wiatrak lub chiński wiatrak.

Chiński wiatrak.

Konstrukcja chińskiego wiatraka znacznie różni się od perskiego zastosowaniem swobodnie obracającego się, niezależnego żagla. Wiatraki z poziomym ustawieniem wirnika znane są od 1180 roku we Flandrii, południowo-wschodniej Anglii i Normandii.W XIII wieku w Świętym Cesarstwie Rzymskim pojawiły się projekty wiatraków, w których cała budowla była zwrócona w stronę wiatru.

Brueghel Starszy. Jan (aksamit) Krajobraz z wiatrakiem

Taki stan rzeczy panował w Europie aż do pojawienia się silników wewnętrzne spalanie i silniki elektryczne w XIX wieku. Młyny wodne były rozmieszczone głównie na obszarach górskich z szybkimi rzekami i wiatr - w płaskich obszarach wietrznych. Młyny należały do ​​panów feudalnych, na których ziemiach się znajdowały. Ludność zmuszona była szukać tzw. młynów przymusowych do mielenia zboża, które uprawiano na tej ziemi. Wraz ze słabą siecią drogową prowadziło to do lokalnych cykli gospodarczych, w które zaangażowane były młyny. Wraz ze zniesieniem zakazu ludność mogła wybrać młyn według własnego uznania, stymulując w ten sposób postęp technologiczny i konkurencję. W koniec XVI w Holandii pojawiły się młyny, w których tylko wieża była zwrócona w stronę wiatru. Do końca XVIII wieku wiatraki były rozpowszechnione w całej Europie, wszędzie tam, gdzie wiatr był wystarczająco silny. Średniowieczna ikonografia wyraźnie pokazuje ich rozpowszechnienie.

Jan Brueghel Starszy, Jos de Momper. Życie w terenie.Muzeum Prado(po prawej w górnej części zdjęcia za polem wiatrak).

Były one rozmieszczone głównie w wietrznych północnych regionach Europy, w dużej części Francji, Niderlandach, gdzie kiedyś było 10 000 wiatraków na obszarach przybrzeżnych, Wielkiej Brytanii, Polsce, krajach bałtyckich, północnej Rosji i Skandynawii. W innych regionach Europy było tylko kilka wiatraków. W krajach Europy Południowej (Hiszpania, Portugalia, Francja, Włochy, Bałkany, Grecja) budowano typowe młyny wieżowe, z płaskim dachem stożkowym i z reguły stałą orientacją.Kiedy w XIX wieku nastąpił ogólnoeuropejski skok gospodarczy, nastąpił również poważny rozwój przemysłu młynarskiego. Wraz z pojawieniem się wielu samodzielnych rzemieślników nastąpił jednorazowy wzrost liczby młynów.

W pierwszym typie stodoła młyńska obracała się na wkopanym w ziemię słupie. Podporą były albo dodatkowe filary, albo piramidalna skrzynia z bali, posiekana „w cięciu” lub rama.
Zasada młynów-macek była inna

młyny Szatrowka:
a - na ściętym ośmiokącie; b - na prostej ósemce; c - ośmiokąt na stodole.
- ich dolna część w formie ściętej ośmiobocznej ramy była nieruchoma, a mniejsza górna obracała się na wietrze. I ten typ na różnych terenach miał wiele opcji, w tym wieże młyńskie - poczwórne, sześcioosobowe i ośmioosobowe.

Wszystkie typy i warianty młynów zadziwiają precyzyjnymi obliczeniami konstrukcyjnymi i logiką zrębków, które wytrzymały silne wiatry. Architekci ludowi zwracali również uwagę na wygląd zewnętrzny tych jedynych wertykalnych struktur gospodarczych, których sylwetka odgrywała znaczącą rolę w zespole wsi. Wyrażało się to zarówno w doskonałości proporcji, jak iw elegancji stolarki oraz w rzeźbieniach na filarach i balkonach.

Opis budowy i zasady działania młynów.

Filary Nazwy młynów wynikają z faktu, że ich stodoła stoi na słupie wkopanym w ziemię i wyłożonym ramą z bali. Zawiera belki, które utrzymują kolumnę przed przemieszczeniem pionowym. Oczywiście stodoła spoczywa nie tylko na słupie, ale na ramie z bali (od słowa cięcie, kłody cięte nie ciasno, ale ze szczelinami).

Schemat obwodu młyny pocztowe.

Na szczycie takiego rzędu wykonany jest równy okrągły pierścień z płyt lub desek. Dolna rama samego młyna spoczywa na nim.

Rzędy na słupkach mogą być różne kształty i wysokości, ale nie więcej niż 4 metry. Mogą wznosić się z ziemi natychmiast w formie piramidy czworościennej lub początkowo pionowo, az pewnej wysokości przechodzić w piramidę ściętą. Występowały, choć bardzo rzadko, młyny na niskim obramowaniu.

Jana van Goyena. Wiatrak nad rzeką(tutaj typowy słupek lub koza).

Jana van Goyena Lodowa scena w pobliżuDordrecht(kolejny słupek to w oddali kozi dom na wzgórzu w pobliżu kanału).

Baza fartuchy mogą mieć również inny kształt i wygląd. Na przykład piramida może zaczynać się od poziomu gruntu, a konstrukcja może nie być ramą z bali, ale ramą. Piramidę można oprzeć na czworoboku z bali, a do niej można dostawić pomieszczenia gospodarcze, wiatrołap, młynarnię itp.

Salomona van Ruysdaela Widok Deventer od strony północno-zachodniej.(tutaj widać zarówno smokowanie, jak i wysyłanie).

Najważniejsze w młynach są ich mechanizmy.W fartuchy Przestrzeń wewnętrzna jest podzielona sufitami na kilka poziomów. Komunikacja z nimi odbywa się po stromych schodach typu strychowego przez pozostawione w stropach włazy. Części mechanizmu mogą znajdować się na wszystkich poziomach. I mogą mieć od czterech do pięciu. Rdzeniem szatrowki jest potężny pionowy szyb przechodzący przez młyn aż do „czapki”. Opiera się na metalowym łożysku oporowym zamocowanym w belce, która spoczywa na ramie brukowej. Belkę można przesuwać w różnych kierunkach za pomocą klinów. Pozwala to na nadanie wałowi ściśle określonego kształtu pozycja pionowa. To samo można zrobić za pomocą górnej belki, w której sworzeń wału jest osadzony w metalowej pętli.Na niższym poziomie duże koło zębate jest umieszczone na wale z zębami krzywkowymi zamocowanymi wzdłuż zewnętrznego konturu okrągłej podstawy koła zębatego. Podczas pracy ruch dużego koła zębatego, kilkakrotnie zwielokrotniony, jest przenoszony na małe koło zębate lub zębnik innego pionowego, zwykle metalowego wału. Wał ten przebija nieruchomy dolny kamień młyński i opiera się o metalowy pręt, na którym przez wał zawieszony jest górny ruchomy (obracający się) kamień młyński. Oba kamienie młyńskie są obite drewnianą obudową z boków iz góry. Kamienie młyńskie są instalowane na drugim poziomie młyna. Belka w pierwszym poziomie, na której spoczywa mały pionowy wałek z małą przekładnią, jest zawieszona na metalowym trzpieniu gwintowanym i za pomocą gwintowanej podkładki z uchwytami może być lekko podnoszona lub opuszczana. Wraz z nim górny kamień młyński podnosi się lub opada. Reguluje stopień rozdrobnienia ziarna.Z obudowy kamieni młyńskich schodzi ukośnie w dół głuchy drewniany zsyp z deską zakończoną zaworem i dwoma metalowymi haczykami, na których zawieszony jest worek z mąką.Obok bloku kamieni młyńskich zainstalowany jest żuraw z metalowymi łukami-chwytami.

Claude-Joseph Vernet Budowa dużej drogi.

Dzięki niemu kamienie młyńskie można wyjąć z ich miejsc do kucia.Nad obudową kamieni młyńskich, z poziomu trzeciego, schodzi na stałe do stropu zasyp zbożowy. Posiada zawór, za pomocą którego można odciąć dopływ ziarna. Ma kształt odwróconej ściętej piramidy. Od dołu zawieszona jest na nim kołysząca się taca. Dla sprężystości posiada listwę jałowcową oraz trzpień opuszczany w otwór górnego kamienia młyńskiego. Metalowy pierścień jest instalowany mimośrodowo w otworze. Pierścień może być z dwoma lub trzema ukośnymi piórami. Następnie jest instalowany symetrycznie. Szpilka z pierścieniem nazywana jest muszlą. Biegnący po wewnętrznej powierzchni pierścienia trzpień cały czas zmienia położenie i wychyla skośnie zawieszoną tackę. Ten ruch wrzuca ziarno do kamienia młyńskiego. Stamtąd wchodzi w szczelinę między kamieniami, miele na mąkę, która wchodzi do osłonki, z niej do zamkniętej tacy i worka.

Willema van Drielenburgha krajobraz z widokiemDordrecht(namioty...)

Ziarno wsypuje się do bunkra wykutego w podłodze trzeciego poziomu. Worki ze ziarnem podaje się tu za pomocą zastawki i liny z hakiem. Bramę można łączyć i rozłączać za pomocą bloczka zamontowanego na pionowym wale. Odbywa się to od dołu za pomocą liny i dźwigni. , przechodząc przez właz, otwieramy okiennice, które następnie samowolnie się zatrzaskują. Młynarz wyłącza bramę, a worek jest na pokrywach włazu. Czynność powtarza się.Na ostatnim poziomie, umieszczonym w „czapce”, kolejna mała zębatka ze ściętymi zębami krzywkowymi jest zainstalowana i zamocowana na pionowym wale. Powoduje obrót pionowego wału i uruchamia cały mechanizm. Ale jest zmuszony do pracy przez duże koło zębate na „poziomym” wale. Słowo jest ujęte w cudzysłów, ponieważ w rzeczywistości wał leży pewnym nachyleniem wewnętrznego końca w dół.

Abraham van Beveren (1620-1690) scena morska

Sworzeń tego końca jest zamknięty w metalowej stopce drewniana rama, czapki bazowe. Uniesiony koniec trzonka, który wychodzi na zewnątrz, spoczywa spokojnie na „nośnym” kamieniu, lekko zaokrąglonym u góry. W tym miejscu na trzonku osadzone są metalowe blaszki, chroniące trzonek przed szybkim ścieraniem.W głowicy zewnętrznej szybu wycięte są dwie wzajemnie prostopadłe belki-wsporniki, do których za pomocą zacisków i śrub mocowane są pozostałe belki - podstawa skrzydeł kratowych. Skrzydła mogą odbierać wiatr i obracać wał tylko wtedy, gdy jest na nich rozłożone płótno, zwykle złożone w wiązki w spoczynku, a nie w godzinach pracy. Powierzchnia skrzydeł będzie zależała od siły i prędkości wiatru.

Schweikhardt, Heinrich Wilhelm (1746 Hamm, Westfalia - 1797 Londyn) Zabawa na zamarzniętym kanale

Koło zębate wału „poziomego” jest wyposażone w osadzone zęby strona boczna koło. Od góry opina go drewniany klocek hamulcowy, który można zwolnić lub mocno zacisnąć dźwignią. Spowoduje to nagłe hamowanie przy silnym i porywistym wietrze wysoka temperatura podczas pocierania drewna o drewno, a nawet tlenia. Najlepiej tego unikać.

Corot, Jean-Baptiste Camille Wiatrak.

Przed rozpoczęciem pracy skrzydła młyna należy skierować w stronę wiatru. Do tego jest dźwignia z rozpórkami - „nośnik”.

Wokół młyna wkopano kolumny po co najmniej 8 sztuk. Byli „napędzani” i zapinani łańcuchem lub grubą liną. Przy sile 4-5 osób, nawet jeśli górny pierścień namiotu i części ramy są dobrze nasmarowane smarem lub czymś podobnym (wcześniej nasmarowanym smalcem), bardzo trudno, wręcz "z młyna. „Moc” też tu nie działa. Wykorzystali więc małą przenośną furtkę, którą naprzemiennie stawiano na słupach wraz z trapezową ramą, która stanowiła podstawę całej konstrukcji.

Brueghel Starszy. Jan (aksamit). Cztery wiatraki

Blok kamieni młyńskich z obudową ze wszystkimi częściami i detalami znajdującymi się powyżej i poniżej nazywał się jednym słowem oprawa. Zwykle robiono wiatraki małe i średnie „około jednego kompletu”. Duże wiatraki można było budować z dwoma stojakami. Istniały też wiatraki z „miazgami”, w których tłoczono siemię lniane lub konopie w celu uzyskania odpowiedniego oleju. Odpad - makuch - stosowany również w gospodarstwo domowe. „Piła” wiatraków zdawała się nie spotykać.

Bout, Pieter wiejski plac

Słońce zarumieniło się wieczorem.
Mgła już rozprzestrzenia się nad rzeką.
Brzydki wiatr ucichł,
Tylko wiatrak macha skrzydłami.

Drewniany, czarny, stary -
Nie jest dobre dla nikogo
Zmęczony zmartwieniami, zmęczony kłopotami,
I, jak wiatr w polu, wolny.

Rozprasza chmury atramentu
Zabawia wędrowca wiatru -
Nie znalazła nic lepszego.
Jak spotkać świt i świt.

Co stoisz na czarnym młynie
Karuzela obcych wiatrów?
Jesteś nieszczęśliwy, jesteś próżniakiem,
Jesteś strażnikiem pragnień i marzeń.

Rozkładasz ręce w rozpaczy -
- Drewniane, długie tyczki,
I przypadkiem usłyszałem,
Jak modliłeś się do nieba o śmierć.

Jestem starym, czarnym młynem -
- Karuzela i siedziba diabłów,
Jestem zmęczony i leniwy
- Uderz mnie wkrótce piorunem.

Grzmot był posłuszny - grzmiał i trzaskał,
I rozpalony gorącym ogniem.
Nie miałem czasu krzyczeć ani dyszeć, -
- Wszystko spłonęło dzisiaj.

Słychać było tylko jęki młyna
W przed zachodem słońca, senne promienie - http://www.vika-nn.ru/texts/verces/65

17. MŁYN

Pierwszymi narzędziami do mielenia zboża na mąkę był kamienny moździerz i tłuczek. Pewnym krokiem naprzód w porównaniu z nimi był sposób mielenia ziarna zamiast rozdrabniania. Ludzie bardzo szybko przekonali się, że mielenie mąki wychodzi znacznie lepiej. Była to jednak również niezwykle żmudna praca. Dużą poprawą było przejście z przesuwania tarki w przód iw tył do obracania. Tłuczek został zastąpiony płaskim kamieniem, który przesuwał się po płaskim kamiennym naczyniu. Łatwo było już przejść od kamienia mielącego ziarno do młyńskiego, czyli sprawić, by jeden kamień ślizgał się, obracając się po drugim. Ziarno stopniowo wsypywano do otworu pośrodku górnego kamienia młyńskiego kamienia, wpadało w przestrzeń między górnym a dolnym kamieniem i było mielone na mąkę. Ten młyn ręczny jest najczęściej używany w Starożytna Grecja i Rzym. Jego konstrukcja jest bardzo prosta. Podstawą młyna był kamień, wypukły w środku. Na jej szczycie znajdowała się żelazna szpilka. Drugi obracający się kamień miał dwa wgłębienia w kształcie dzwonu połączone otworem. Zewnętrznie przypominała klepsydrę, aw środku była pusta. Kamień ten został osadzony na podstawie. Do otworu włożono żelazny pasek. Kiedy młyn się obracał, ziarno wpadające między kamienie było mielone. Mąkę zbierano u podstawy dolnego kamienia. Młyny takie były różnej wielkości: od małych, jak współczesne młynki do kawy, po duże, które były napędzane przez dwóch niewolników lub osła. Wraz z wynalezieniem młyna ręcznego proces mielenia zboża został ułatwiony, ale nadal pozostawał pracochłonnym i trudnym zadaniem. To nie przypadek, że to właśnie w branży młynarskiej powstała pierwsza w historii maszyna, która pracowała bez użycia siły mięśniowej człowieka lub zwierzęcia. To jest młyn wodny. Ale najpierw starożytni mistrzowie musieli wymyślić silnik wodny.

Starożytne silniki wodne najwyraźniej rozwinęły się z maszyn do nawadniania Chadufonów, za pomocą których podnosili wodę z rzeki w celu nawadniania brzegów. Chadufon to seria czerpaków, które zostały zamontowane na obręczy dużego koła o poziomej osi. Po obróceniu koła dolne czerpaki zanurzały się w wodzie rzeki, a następnie unosiły się do góry koła i przewracały się do rynny. Początkowo takie koła obracano ręcznie, ale tam, gdzie jest mało wody, a płynie szybko po stromym kanale, koło zaczęto wyposażać w specjalne łopatki. Pod naporem prądu koło obracało się i samo czerpało wodę. W rezultacie powstała prosta automatyczna pompa, która nie wymaga obecności człowieka do jej obsługi. Wynalezienie koła wodnego miało ogromne znaczenie dla historii techniki. Po raz pierwszy człowiek ma do dyspozycji niezawodny, wszechstronny i bardzo łatwy w produkcji silnik. Szybko okazało się, że ruch wytwarzany przez koło wodne można wykorzystać nie tylko do pompowania wody, ale także do innych potrzeb, np. do mielenia zboża. Na terenach płaskich prędkość przepływu rzek jest niewielka, aby skręcić kołem siłą uderzenia strumienia. Aby wytworzyć niezbędne ciśnienie, zaczęli tamować rzekę, sztucznie podnosić poziom wody i kierować strumień wzdłuż rynny na łopaty kół.

Jednak wynalezienie silnika natychmiast zrodziło kolejny problem: jak przenieść ruch z koła wodnego na urządzenie, które ma wykonywać pracę pożyteczną dla człowieka? Do tych celów potrzebny był specjalny mechanizm transmisyjny, który mógł nie tylko przenosić, ale także przekształcać ruch obrotowy. Rozwiązując ten problem, starożytni mechanicy ponownie zwrócili się do idei koła. Najprostszy napęd na koła działa w następujący sposób. Wyobraźmy sobie dwa koła o równoległych osiach obrotu, które stykają się ściśle z ich obręczami. Jeśli teraz jedno z kół zacznie się obracać (nazywa się to kierowcą), to z powodu tarcia między felgami drugie (niewolnicze) również zacznie się obracać. Co więcej, drogi pokonywane przez punkty leżące na ich krawędziach są sobie równe. Dotyczy to wszystkich średnic kół.

To jest, większe koło wykona, w porównaniu z mniejszym z nim związanym, tyle razy mniej obrotów, ile razy jego średnica przekroczy średnicę tego drugiego. Jeśli podzielimy średnicę jednego koła przez średnicę drugiego, otrzymamy liczbę, która nazywa się przełożeniem tego napędu koła. Wyobraź sobie przekładnię dwukołową, w której średnica jednego koła jest dwa razy większa od średnicy drugiego. Jeśli napędzane jest większe koło, możemy użyć tego biegu, aby podwoić prędkość, ale jednocześnie moment obrotowy spadnie o połowę. Taka kombinacja kół będzie wygodna, gdy ważne jest uzyskanie większej prędkości na wyjeździe niż na wjeździe. Jeśli wręcz przeciwnie, napędzane jest mniejsze koło, stracimy moc wyjściową w prędkości, ale moment obrotowy tego biegu podwoi się. Ten sprzęt jest przydatny tam, gdzie trzeba „wzmocnić ruch” (na przykład podczas podnoszenia ciężarów). Tak więc, używając systemu dwóch kół inna średnica, możesz nie tylko transmitować, ale także przekształcać ruch. W praktyce koła zębate z gładką obręczą prawie nigdy nie są używane, ponieważ sprzęgła między nimi nie są wystarczająco sztywne, a koła się ślizgają. Wadę tę można wyeliminować, stosując koła zębate zamiast kół gładkich. Pierwsze koła zębate pojawiły się około dwóch tysięcy lat temu, ale rozpowszechniły się znacznie później. Faktem jest, że cięcie zębów wymaga dużej precyzji. Aby drugie koło obracało się równomiernie, bez szarpnięć i zatrzymań, przy równomiernym obrocie jednego koła, zęby muszą otrzymać specjalny kształt, w którym wzajemny ruch kół byłby taki, jakby poruszały się one po sobie bez poślizgu, wówczas zęby jednego koła wpadałyby w zagłębienia drugiego. Jeśli szczelina między zębami kół jest zbyt duża, zderzą się one ze sobą i szybko się zerwą. Jeśli szczelina jest zbyt mała, zęby wcinają się w siebie i kruszą. Obliczenia i produkcja kół zębatych były trudne zadanie dla starożytnych mechaników, ale oni już docenili ich wygodę. W końcu różne kombinacje kół zębatych, a także ich połączenie z innymi kołami zębatymi, dawały ogromne możliwości przekształcania ruchu. Na przykład po połączeniu koła zębatego ze śrubą uzyskano przekładnię ślimakową, która przenosi obrót z jednej płaszczyzny na drugą. Za pomocą kół stożkowych możliwe jest przenoszenie obrotu pod dowolnym kątem do płaszczyzny koła napędowego. Łącząc koło z linijką zębatą, można zamienić ruch obrotowy na postępowy i odwrotnie, a mocując korbowód do koła, uzyskuje się ruch posuwisto-zwrotny. Aby obliczyć biegi, zwykle biorą stosunek nie średnic kół, ale stosunek liczby zębów koła napędowego i napędzanego. Często w przekładni stosuje się kilka kół. W takim przypadku przełożenie całej przekładni będzie równe iloczynowi przełożeń poszczególnych par.

Kiedy udało się przezwyciężyć wszystkie trudności związane z uzyskaniem i przekształceniem ruchu, pojawił się młyn wodny. Po raz pierwszy jego szczegółową budowę opisał starożytny rzymski mechanik i architekt Witruwiusz. Młyn w starożytności miał trzy główne elementy połączone w jedno urządzenie: 1) mechanizm silnikowy w postaci pionowego koła z ostrzami obracanymi przez wodę; 2) mechanizm transmisyjny lub przekładnia w postaci drugiego pionowego koła zębatego; drugie koło zębate obracało trzecie koło zębate poziome - koło zębate; 3) siłownik w postaci kamieni młyńskich, górnego i dolnego, a górny kamień młyński osadzono na pionowym wale przekładni, za pomocą którego wprawiano go w ruch. Ziarno wylewane z kubła w kształcie lejka na górny kamień młyński.

Powstanie młyna wodnego uważane jest za ważny kamień milowy w historii techniki. Stała się pierwszą maszyną wykorzystywaną w produkcji, swoistym szczytem mechaniki starożytnej i punktem wyjścia do technicznych poszukiwań mechaniki renesansu. Jej wynalazek był pierwszym nieśmiałym krokiem w kierunku produkcji maszynowej.