Александр Соколов - Античная сила воды

Конструкции в Герасе и Эфесе во многом сходны. Каждая пилорама расположена в мастерской, одна стена которой оснащалась водяным каналом на высоте 3–4 м, отводящий канал находился на полу. Оба механизма приводились в движение вертикальным водяным колесом. Одновременно работали два набора полотен, заключенные в рамы, которые двигались с помощью кривошипно-шатунного механизма, причём кривошипные диски крепились прямо на оси колеса.

Ясос — древнеримский город на территории современной Турции, где в 70-е годы прошлого века проводились раскопки большого мавзолея. Это здание II века н. э. было заброшено лет двести спустя. Во внутреннем дворе археологи нашли более сотни мраморных блоков, причём почти половина со следами распиливания, а сами блоки лежали на слое песка в 50–70 см. Вероятно, в V–VI веке помещение стали использовать как мастерскую для изготовления мраморных плит. Местная порода мрамора cipollino rosso очень ценилась из-за красивой расцветки и узора. Плиты экспортировались для украшения новых зданий в Константинополе, Равенне и других городах. Самое интересное для нас — то, что на четырёх блоках обнаружились множественные параллельные надпилы на одинаковом расстоянии друг от друга. А рядом с мавзолеем находился большой акведук, построенный в I веке.

Исследователи сложили все факты вместе. Зачем кому-то затаскивать тяжёлые блоки внутрь здания через довольно узкий проход? Откуда возник слой песка? Вероятно, в помещении находилась «распильная машина», приводимая в действие водой, поступавшей от акведука. Водяное колесо размещалось, по-видимому, у внутренней стены с западной стороны, хотя никаких следов от него, к сожалению, не сохранилось. Песок — отработанный абразив, перемешанный с мраморной пылью, который в большом количестве накапливался в мастерской. Отложения подобного песка найдены и в разных частях древнего городского рынка. Исследователи предположили, что отходы пиления нужно было куда-то девать и их использовали для выравнивания улиц.

Известны и другие подобные находки — например, каменный блок с семью параллельными надпилами в Лименосе на греческом острове Тасос.

Наконец, к множеству косвенных свидетельств добавилось изображение подобного механизма. Нашли его в Иераполисе (античный город на территории современной Турции, сейчас там находятся известные достопримечательности Памуккале). В 80-е годы XX века в северном некрополе Иераполиса археологи обнаружили половину крышки известнякового саркофага, а на ней — надпись и любопытный рельеф, которым специалисты заинтересовались только двадцать лет спустя. Текст гласил: «Марк Аврелий Аммиан, житель Иераполиса, искусный, как Дедал, в изготовлении колёс, сделал (изображённый механизм) с мастерством Дедала, и теперь я останусь здесь…» Напомню, что Дедал — легендарный инженер, которому, в числе прочего, приписывали изобретение пилы. Саркофаг, судя по его стилистике и размерам, датировался первой половиной III века (после 212 г.).

А что изображает рельеф? Мы видим большое колесо со спицами, от которого влево идёт длинный вал, а справа изображено что-то вроде наклонного желоба, по которому, вероятно, подавалась вода. Вал соединён с зубчатым колесом меньшего диаметра, а ниже в сцепке с ним находится ещё одно колесо, от которого к двум прямоугольным конструкциям идут рычаги. Собственно, эти конструкции очень похожи на рамки с пилами, полотна которых проходят через блоки, видимо, каменные (исходя из их пропорций, на брёвна не похоже).

Конечно, ряд деталей механизма остаётся неизвестным. Как добивались устойчивости пил, чтобы они не болтались, не ходили из стороны в сторону? Чем компенсировалось избыточное давление пил на камень? Точно сказать нельзя. Специалистам известны лишь гораздо более современные аналоги — например, водяная пила XVIII века, с помощью которой пилили камень при строительстве Шверинского замка (Германия). Устройство её удивительно похоже на изображение из Иераполиса.

Как именно вращение преобразовывалось в поступательное движение пил в механизме Аммиана? Вероятно, для этого использовался простейший кривошипно-шатунный механизм, изобретение которого в таком случае смещается на 1000 лет в прошлое — с XIII века на III. Но был ли Аммиан изобретателем устройства, или оно появилось задолго до него? Во всяком случае, как я уже писал, к этому моменту в Иераполисе существовала ассоциация «мастеров водяных колёс» (наряду с другими «профсоюзами» — бакалейщиков, пекарей, кузнецов и т. д.). О влиятельности ассоциации говорит надпись на другом погребении того же некрополя, где обозначен штраф за самовольное захоронение на семейном участке некого Марка Аврелия Аполлодота Калликлиана — 500 динариев в казну империи и 300 динариев в пользу ассоциации «водных дел мастеров». Наличие профессионального сообщества говорит о том, что устройства с водяным приводом давно и широко использовались. Увы, что это были за устройства, уточнить невозможно, но, как вы знаете, водяные колеса в античности использовались не только для мельничных нужд. Возможно, и водяные «пилорамы» входили в этот список.

А вот и древнейший коленчатый вал, который мог быть частью конструкции водяной пилорамы. Нашли его при раскопках древнеримского города Аугуста Раурика в Швейцарии, в 20 км от Базеля.

Находка сделана еще в 1962 году, но только в начале XXI века исследователи опознали в этом странном артефакте II века н. э. часть устройства, преобразующего вращение в поступательное движение (см. статью 2009 г). Ось коленвала железная, а рукоятки-кривошипы с двух сторон были бронзовыми (сохранилась только одна). Столь прочная, сложная и дорогая по тем временам конструкция явно предназначалась для работы на высоких оборотах. Автор исследования Торкильд Шилер (Thorkild Schiøler) предложил, исходя из этой находки, свою реконструкцию древней пилорамы, с небольшим восьмилопаточным водяным колесом, которое должно было крутиться с высокой скоростью. Ось колеса соединялась с коленчатым валом по образцу швейцарской находки, а с двух сторон к ручкам коленвала крепились длинные стержни, двигавшие рамы с пилами.