Ветряные мельницы появились раньше поездов, дорог и некоторых религий. На протяжении многих веков мельницы, словно соседи-великаны, помогали людям в хозяйстве и промышленности, но где и когда они были созданы? Русскоязычные ресурсы дают неправильный ответ на этот вопрос. В поисках истины пришлось проштудировать пару научных сайтов с английскими монографиями.
Эпизод 1. Пробуждение силы
Происхождение ветряных мельниц затеряно во тьме веков. Стандартная для рунета формулировка «мельницы впервые упоминаются в 1750 году до н. э. в кодексе вавилонского царя Хаммурапи» терпит научный крах, стоит только открыть месопотамский свод законов. Невероятно прогрессивный для своего времени, этот кодекс регламентирует все на свете, но мельниц не упоминает. В нем встречаются устройства по орошению земли, но мельницы ли это – тайна, сравнимая с падением Вавилона.
Следующей на роль родителя загадочного механизма пробуется Греция. Математик Герон Александрийский в I веке н. э. в трактате «Pneumatica» описывает устройство, похожее на прототип ветряной мельницы. Древние рукописи страдают от переводов и интерполяций, современные ученые доверяют им с опаской – слово anemurion, например, может трактоваться и как мельница, и как флюгер. Древний грек похоже писал о ветряке из бумаги, простой детской игрушке. Патент на ветряную мельницу Эллада не получает. Вопрос о том, где и когда построены первые ветряные мельницы, остается открытым.
Наступают темные века, средневековый период с падения Западной Римской империи и до эпохи Возрождения. В темноте не разглядеть и ветряных мельниц: даже если они уже крутили свои лопасти, их движение скрыто от глаз историков. Сирия, Месопотамия и Персия становятся частью исламского мира, и греческое наследие попадает в руки арабов. Многие греческие трактаты переводятся и дополняются, инструменты заимствуются. След ветряных мельниц теряется в переселениях и захватнических войнах, чтобы вновь появиться на Востоке, где сыщики с историческим образованием впервые обнаружили ветряные мельницы.
Эпизод 2. Новая надежда
Первое настоящее упоминание ветряных мельниц приходится на Персию и X век н. э. «…Земля ветров и песка. Там ветер гонит мельницы и поднимает воду из ручьев, чтобы орошать сады. Нигде в мире нет места, где ветра используются чаще», – путешественники оставляли такие описания персидских владений. Археологи нашли остатки тех мельниц.
Великаны, чей исторический след так тяжело было обнаружить, имели от 6 до 12 лопастей-рук. Эти мельницы работали почти как сегодняшние. Вращаясь в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, лопасти приводили в движение шестеренки – совсем как в часах, а те в свою очередь запускали похожие на каменные блины жернова. В них-то и происходил процесс помола. Материалы – зерно или краски – попадали в жернов и в движении измельчались.
Есть мнение, что подобный жернов – одна из первых конструкций в истории человечества, старше даже самого дедушки колеса. Карл Маркс в «Капитале» переносит статус первенца и на всю ветряную мельницу в принципе. Для него она – важнейшее изобретение человека, в котором отразились, как в зеркале истории, все изменения подходов производства.
Исламские ученые настаивают, что популяризацию мельниц в Европе обеспечили Крестовые походы. Если крестоносцы, захватив предметы роскоши, позаимствовали и идею ветряных мельниц, то впервые они приметили их, наверное, после удара буйного сарацина, потому что в Европу мельница пришла перевернутой на 90 градусов – в буквальном смысле. Персидские мельницы были горизонтальными, европейцы построили вертикальные.
Эпизод 3. Атака клонов
Первая вертикальная мельница появилась в 1185 году в маленькой деревне Йоркшир, откуда она, перешагнув Ла-Манш, отправилась блуждать по Европе, как и должно великану, гигантскими шагами. В XIV веке мельницы стали главным источником силы. Примерно 3 тыс. ветряных мельниц приходилось на Бельгию, 10 тыс. – на Англию и 9 тыс. – на Голландию. Самым уважаемым человеком в округе был тот, кто подчинил себе ветер, – владелец мельницы, чаще всего – крупный феодал. Богатство жителей определялось по количеству мельниц в регионе, а близость крупного города распознавали по крутящимся лопастям, совсем как сейчас она заметна по черному дыму заводов.
Мельницы помогали во всем – от производства специй до помола зерна и резки пиломатериалов, но дерево быстро изнашивалось, и тогда на помощь мельникам пришел камень. Первую каменную ветряную мельницу построили в Дувре в 1295 году. Строительство из камня обходилось очень дорого, его могли позволить себе только дворяне и правительство. Чтобы сэкономить, каменные мельницы строили прямо в башнях старых замков.
Лучшие башенные мельницы принадлежали Нидерландам, государству мельниц. Одна из самых густонаселенных стран Европы, Голландия чувствовала острую нехватку плодородной почвы. В XVI веке изобретатель Ян Лигвотер приспособил ветряные мельницы для осушения глубоких водоемов и разработал систему последовательной перекачки воды. После этого площадь Нидерландов увеличилась на 10 %. Ни одна страна ни в то время, ни после не могла конкурировать с Нидерландами ни по качеству, ни по количеству мельниц. Именно голландцы придумали поворачивать мельницу в сторону ветра, что позволило получать больше энергии ;– еще один буквальный поворот в развитии технологии. Мельник, как капитан корабля, поворачивал свой штурвал вслед за ветром, натягивая паруса лопастей и указывая курс. Штурвал крепился к мельнице и был похож на простую подпорку. Позже технологию модернизировали и поворачивать стали только верх мельницы с главным механизмом.
Изображение ветряных мельниц, 1344 г. Фото: lezart.free.fr
Суммарное количество ветряных мельниц в мире в 1850 году доходило до 200 тысяч. Они применялись для перекачки воды, как лесопилки, при изготовлении специй, какао, табака, горчицы, красок, мела и многого другого. Некоторый функционал старых мельниц похож на выдумку сценаристов фентези-саг: они были движущей силой для бронированных колесниц или использовались, чтобы бросать пчелиные улья на стены укреплений подобно катапульте.
Эпизод 4. Империя наносит ответный удар
Великаны мирно соседствовали с людьми, в XVIII–XIX веках ветряные мельницы стали привычным элементом любого пейзажа. От мельницы для нужд семьи человечество перешло к массовому производству мельниц на заводах. Мельницы штамповали, как сейчас ноутбуки и телефоны. Ими пользовались всюду – от Америки до Японии. Годовой выпуск в развитых странах составлял сотни тысяч ветряков. Если бы инопланетяне решили тогда познакомиться с человечеством, они бы подумали, что планету населяют ветряные мельницы, а люди только помогают им.
Промышленная революция нанесла ветряным мельницам удар, от которого те не смогли оправиться. Паровые мельницы и двигатели внутреннего сгорания заменили энергию ветра, хотя ветряки продолжали строить, это были остатки былой роскоши. К концу первой трети XX века ветряные мельницы фактически умерли. Их убил не Дон Кихот, а технический прогресс. Вытесненные паровыми двигателями, мельницы остались только памятниками своей эпохи. Им, видевшим падение и рождение империй, суждено было пережить во тьме забвения глобализацию и устройство нового мира, чтобы потом вернуться и вновь служить человечеству.
Эпизод 5. Возвращение джедая
Ветряные мельницы спасла Скандинавия. Страны, у которых почти нет собственных запасов нефти, были вынуждены покупать ее у соседей. Во время Первой мировой войны поставки нефти в Данию практически прекратились, и нужда заставила страну обратиться к энергии ветра. В 1939 году Вторая мировая война вызвала очередной перерыв в поставках топлива, и прежние помощники понадобились вновь. Осознав уязвимость своей экономики, правительства скандинавских стран запустили исследовательские программы для распространения и развития идеи альтернативной энергии.
Энергия ветра потенциально может дать человечеству весь необходимый объем электричества. Дания успешно размещает ветряные фермы в море, мельницы там могут работать больше 90 % времени. Дания, Нидерланды и Германия планируют заложить остров в Северном море, адаптировав его под нужды самого масштабного ветропарка в истории – целый остров отполированных до блеска великанов нового поколения.
Международный музей ветряных и ;водяных мельниц. Фото: www.suedheide-gifhorn.de
Из 10 тыс. ветряных мельниц, которыми пользовалась Голландия в 1850 году, примерно тысяча все еще стоит. За некоторыми ухаживают добровольцы, другие до сих пор работают в коммерческих целях, страхуя современные насосные станции. Район Заан был настоящим царством мельниц, к концу XVIII века там насчитывалось 600 действующих ветряков. Этот регион и сейчас полон ветряных великанов, каменных и деревянных – туристы едут туда за духом средневековья и красивыми фотографиями.
Эпизод 6. Скрытая угроза
Несмотря на преимущества ветроэнергетики, некоторые люди выступают против массового строительства ветряков. Экологическая обстановка, угроза птицам и эстетическое несоответствие привычному пейзажу – претензий к мельницам много, но не все они имеют под собой реальное обоснование, хотя животные действительно часто страдают от работы лопастей, особенно – птицы и черви.
Взгляд изнутри на ветряную мельницу в Австралии. Фото: Verhoeven.roel
Единственная реальная проблема мельниц связана с утилизацией лопастей. К 2035 году масса уже отработанных лопастей вырастет до 200 тыс. тонн, а человечество все еще не решило, как от них экологично избавиться. Все способы, которыми мы располагаем сейчас, связаны с загрязнением окружающей среды, так что философия энергии ветра в этом случае прихрамывает на пару лопастей.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
