Александр Соколов - Античная сила воды

Пишут, что археологам известно больше находок античных водяных мельниц, чем находилось на тех же территориях в средневековье. В Европе можно проследить существование водяных мельниц из античности, сохранившихся в раннем средневековье — технология производства муки слишком укоренилась на этих территориях к концу римской эпохи. Другое дело — такие устройства, как механическая пила. Их использование тесно зависело от крупномасштабного строительства. Когда строительная промышленность поздней Римской империи рухнула, водяные пилы исчезли вместе с ней.

Но рассуждать о древних механизмах мало — требуется реконструкция. Найдутся ли сумасшедшие, которые попытаются воссоздать древнюю пилораму? Да, нашлись такие! В 2006 году французский археолог Жак Сенье вознамерился воспроизвести механизм из Герасы в натуральную величину, и не где-нибудь, а на его историческом месте. Коллектив опытных кузнецов и плотников много месяцев работал над деталями, в начале 2007 года началась сборка сооружения. 22 марта 2007 года собранную «пилораму» торжественно открыл Его Королевское Высочество принц Иордании Хамза ибн Хусейн (حمزة بن الحسين).

Как пишет Сенье, целью было создать максимально точную реконструкцию, поэтому планировалось использовать только материалы и технологии, доступные в VI веке н. э. Однако изготовители столкнулись с рядом проблем: крайне трудно было раздобыть материал с нужными характеристиками, а также найти мастеров, умеющих работать по старинке. Быстро возникли и финансовые трудности. В итоге реконструкторы, как часто, увы, бывает, пошли на компромисс: использовали современное плотницкое оборудование и имеющееся в продаже сырье — в частности, промышленную древесину, но выбирали породы, близкие тем, что росли в районе Герасы — дуб и сосну.

Сам археолог заверяет, что всё то же самое можно было целиком сделать вручную, но «с задержками и более высокими производственными затратами». Как это мне знакомо!

Особенные трудности обнаружились при поиске мягкого железа подходящей марки, а также кузнецов, большинство которых привыкли делать перила, скамейки или какие-нибудь произведения искусства, а не четырёхметровые пилы толщиной 3–4 мм. Реконструкторы лишний раз убедились, что сооружение такого механизма в античности требовало значительных денежных затрат.

Хочется процитировать классическое «Было гладко на бумаге, да забыли про овраги». В анимированной 3D-модели устройства пилы «естественным образом» правильно натянуты. Однако в реальной конструкции правильное натяжение четырёх пил в общей раме оказалось одной из критически важных задач. Иначе вся установка попросту не функционировала: пилы заклинивало. В итоге, полученная реконструкция, по заявлению автора, не смогла удовлетворить заявленным целям, а из-за финансовых проблем доработка установки и количественные испытания были отложены «до лучших времен». Тем не менее, исследователь считает создание реконструкции крайне полезным: эта работа позволила осознать изъяны теоретической модели, увидеть её ограничения и построить более правдоподобную, приближенную к реальности — которая, впрочем, ещё ждёт проверки реальностью. Сенье, кстати, считает, что и оригинальный станок в Герасе, «слишком амбициозный», был с конструкционными недоработками. Об этом говорят, по его мнению, следы на распиливаемом барабане колонны, свидетельствующие о возможном разрыве одной из пил.

В 2009 году немецкий археолог-экспериментатор Фриц Мангарц взялся реконструировать механическую пилу из Эфеса. Копия устройства в натуральную величину была сооружена в Вулкан-парке в Майене, Германия. Правда, аутентичность соблюдена не целиком: вместо водяного колеса использовался электропривод, так что публике такую реконструкцию демонстрировать я бы не стал (хотя с точки зрения эксперимента, какая разница, каков принцип двигателя, если он выдаёт необходимые 30–40 оборотов в минуту?). Как в оригинальной эфесской пилораме, механизм включал две деревянные рамы, по две беззубые пилы в каждой, которые подвешивались на тросах с противовесами, перекинутых через блоки. Смесь воды и кварцевого песка подавалась вручную. У Мангарца получилась вполне работоспособная конструкция. В рамках серии экспериментов археологи провели параллельное пиление двух блоков — мраморного (длиной 1 м) и известнякового (длиной 2,8 м). В блоках удалось получить надпилы в несколько сантиметров глубиной, при этом наилучшая скорость пиления известнякового блока составила 6,75 мм в глубину в час, что в пересчёте на площадь поверхности дало 18 900 мм²/ч. При такой скорости блок высотой 80 см будет распилен менее чем за 10 дней (при двенадцатичасовом рабочем дне), причём нужно учесть, что одновременно работают сразу четыре пилы. Исследователь посчитал, что рабочий, управляющий таким устройством, будет иметь в двенадцать раз более высокую производительность, чем при работе с ручной пилой. Впрочем, и тут возник ряд технических вопросов. Как сделать, чтобы пила автоматически опускалась по мере углубления надпила? Чем обеспечить прямолинейное, без вихляний движение пил, стабильное во всех плоскостях? Ради приближения к истине нужны новые безумные эксперименты.

Благодарю за консультации Николая Григорьева и Олега Круглякова.