(Из журнала ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2008 08).
Современные исторические бытописатели зачастую очень снисходительно отзываются об умственных способностях наших предков. Их жизнь и быт рисуют мрачными красками - о каких таких достижениях может идти речь, если в древности человек только и делал, что вёл борьбу за своё выживание?!
3000 лет назад в Минусинской котловине Сибири была создана сложнейшая ирригационная система, которая после небольшого ремонта в советское время исправно работает и по сей день. На острове Крит найдены остатки часового механизма, точность хода которого удивительна для наших дней. В Древнем Риме существовала сложная система водопровода и канализации, хотя в Париже и в XV в. продолжали помои с человеческими экскрементами выливать прямо на городскую улицу!
А так ли уж наши предки были примитивны в своих рассуждениях и практических действиях?!
Возьмите пример с Великим шёлковым путём.
Великий шёлковый путь это не просто дорога от Китая в сторону Рима, а развитая сеть от Китая до Рима, из Индии в Самарканд и далее на север, вплоть до городов вдоль Итили (Волга), где цвела и развивалась Волжско-Камская Булгария. Какая-то часть Великого шёлкового пути огибала Каспий с севера и шла в крепость Дербент, а оттуда - в Причерноморье.
Вряд ли вызовет удивление факт обнаружения в древних документах или летописях упоминания о существовании «служб» ремонта и обслуживания объектов Великого торгового пути. Великий шёлковый путь, возраст которого превышал к тому времени тысячу лет, вобрал в себя всё самое наилучшее из существовавшей тогда инженерной практики. И, может быть, главное - вызывающее восхищение умение с помощью простейших инженерно-строительных решений добывать воду из окружающей атмосферы в любом количестве и качестве. Ныне эти решения могут помочь и нам справиться с проблемой водоснабжения в любой точке нашей планеты.
Нет, автор данных строк не предлагает нечто экзотическое. Просто надо вернуться к опыту наших предков. Вот часть строки из Корана [3:113(117)] (в переводе И.Ю. Крачковского, 1963): «То, что они тратят... подобно вихрю, в котором холод: он поразил посев людей...». То есть, древний литературный памятник зафиксировал то, что за полторы тысячи лет до открытия французского инженера Ж. Ранка3 люди уже знали, что в центре вихревого потока температура газа может упасть до степени замораживания.
Одним из главных достоинств Великого шёлкового пути, величайшего в истории человечества инженерно-транспортного сооружения, были колодцы. В целях увеличения, выражаясь современным языком, полезной нагрузки караванов, инженеры сделали всё, чтобы вьючные животные не тащили на себе огромные запасы питьевой воды, кроме какого-то потребного на один переход минимума. Вдоль пути на расстоянии в 12-15 км друг от друга были созданы колодцы, в каждом из которых имелось воды, в количествах достаточных, чтобы напоить караван в 150 - 200 верблюдов. Об этом свидетельствуют записки арабских путешественников, относящиеся к времени возникновения Халифата (VII в.). Авторы записок создателями колодцев называют китайцев и их инженеров. Наверное, так оно и было: современный Китай, как и в древности, отдаёт предпочтение в отношениях с соседями разумной и прибыльной торговой экспансии, а не военно-политической. Строительство дорог, хотя бы и не на своей земле, было частью такой разумной экспансии. Но не будем спешить с установлением авторства и отказывать в инженерных способностях другим древним народам.
Реконструкция колодцев Великого шёлкового пути
На рис.1 и 2 представлены картинки реконструкции колодца в пустыне, произведённой автором данных строк по описаниям арабов. В таком колодце чистая (чистейшая!) вода добывалась непосредственно из атмосферного воздуха. Разумеется, процентное содержание водяных паров в пустынном воздухе крайне незначительно (меньше 0,01% удельного объёма). Но, благодаря конструкции колодца, через его объём «прокачивался» пустынный воздух тысячами кубометров в сутки, и у каждого такого кубометра отнималась практически вся масса воды, содержащаяся в нём. Древние инженеры использовали вихревой эффект!
Сам колодец был наполовину своей высоты вкопан в грунт. Путешественники спускались за водой по лестницам - а таких спусков было несколько - на отмостки и черпали воду. В центре углубления для скопившейся воды возвышалась аккуратно выложенная высоким конусом груда камней (конденсатор?!). Арабы свидетельствуют, что и скопившаяся вода, и воздух на уровне отмостков были на удивление холодными, хотя снаружи колодца стояла убийственная жара. Нижняя тыльная часть камней в груде была влажной, а на ощупь камни были холодными.
Накопление воды в колодце
К сожалению, скупость описания конусного или шатрового свода колодца не даёт чёткого представления о его конструктивных особенностях. Недостаточность информации приходится возмещать умозрительными построениями. Стоит только обратить внимание на лёгкое удивление арабов: керамическая облицовка и в те времена была недешёвым материалом, но строители колодцев не считались с затратами, и каждый колодец имел такое перекрытие. А ведь это делалось неспроста, поскольку материалу из глины можно было придать любую необходимую форму, затем отжечь и получить готовую деталь, способную работать в самых тяжёлых климатических условиях долгие годы.
В конусном или шатровом своде колодца (рис. 3) были выполнены радиальные каналы, прикрытые керамической облицовкой, или сама керамическая облицовка представляла собой набор деталей с уже готовыми сечениями радиальных каналов. Нагреваясь под лучами солнца, облицовка передавала часть тепловой энергии воздуху в канале. Возникало конвективное течение нагретого воздуха по каналу. В центральную часть свода вбрасывались струи нагретого воздуха. Но как и почему появлялось вихревое движение внутри здания колодца?
Конструкция верхней части колодца
Самое первое предположение - ось каналов не совпадала с радиальным направлением. Имелся небольшой угол между осью канала и радиусом свода, то есть струи были тангенциальными. Причём строители использовали очень малые углы тангенциальности между радиусом и осью струи - не более 50. Угловая величина в 50 довольно незначительна, невооружённым глазом её порой и не разглядеть. Вероятно, поэтому технологический секрет инженеров древности остаётся неразгаданным и по сей день.
Использование струй малой тангенциальности с доведением их числа чуть ли не до бесконечности открывает новые возможности вихревых технологий. Только не будем воображать себя первопроходцами. Инженеры в древности владели этой технологией в совершенстве. Высота здания колодца, включая его вкопанную часть, составляла 6-8 м при диаметре здания в основании не более 6 м, но в колодце возникало и устойчиво работало вихревое образование. Охлаждающий эффект вихря использовался с очень высоким КПД. Конусная груда камней действительно исполняла роль конденсатора. Ниспадающий «холодный» осевой поток вихря отнимал тепло камней, охлаждал их. Водяной пар, содержащийся в ничтожных количествах в каждом удельном объёме воздуха, конденсировался на поверхностях камней. Таким образом в углублении колодца шёл постоянный процесс накопления воды. «Горячий» периферийный поток вихря выбрасывался наружу через входные проёмы лестничных спусков в колодец. Только этим можно объяснить наличие сразу нескольких спусков внутрь. Благодаря большой инерционности вращения вихревого образования, колодец работал круглосуточно.
Вода добывалась и днём, и ночью, при этом никаких видов энергии, кроме солнечной, не использовалось. Вполне возможно, что ночью колодец работал даже интенсивнее, чем днём, поскольку температура воздуха пустыни после захода солнца падает на 30-400С, что сказывается на его плотности и влажности.
Так почему бы ни воспользоваться опытом древних инженеров в условиях, когда территория пустынь общей площадью более 30 млн кв. км ежегодно расползается ещё на 210 тысяч кв. км? Так Сахара ежегодно отнимает у людей 100 тысяч га пашни и выпасных угодий; пустыня Атакама движется со скоростью 2,5 км в год, пустыня Тар - 1 км в год. Естественно, движение пустынь вызывает рост миграционных людских потоков. За всё надо платить. В том числе, за антропогенное воздействие на чрезвычайно хрупкую экосистему пограничных с пустынями зон.
Как утверждал Л.Н. Гумилёв, 15 тысяч лет назад пустынь не было вовсе. Имея колоссальное преимущество перед технологическими возможностями древних строителей в виде обеспеченности лёгкими, прочными и сравнительно дешёвыми материалами, мы могли бы осуществить обратное антропогенное воздействие на пустыни и заставить их работать на нашу цивилизацию. Широкое применение данная древняя вихревая технология может найти в конструкциях естественных вододобывающих станций, то есть такая станция будет работать, используя только даровую солнечную энергию.
Вододобывающая станция (ВДС) формируется из тонколистового металла и металлопроката, свод набирается из коробов. Опыта строительства таких конструкций нам не занимать - достаточно взять за основу всевозможные хранилища нефтепродуктов. Оптимальные размеры будут определены в ходе испытаний первых образцов. Готовая станция на месте собирается и монтируется в считанные дни и потребует лишь небольшого объёма землеройных работ, включая прокладку водопровода к месту потребления или сбора воды. В качестве основного материала конденсатора могут быть использованы хорошо зарекомендовавшие себя кольца Рашига4.
ВДС выгодно строить и во многих южных и степных регионах России, в Приморье Дальнего Востока. Только работать они будут менее четверти года. В засушливый год - несколько дольше. По сути своей, одна такая станция будет равноценна лесной роще площадью в 2-3 га. Известно утверждение В. Шаубергера5, проделавшего путь от австрийского лесника до блестящего инженера и физика, о том, что зрелый лес на равнинах умеренной широты способствует увлажнению воздуха и почвы благодаря множеству слабых вихревых воздушных потоков, рождающихся в нём. Родники, болота, ручейки, стекающиеся далее в речушки и реки, существуют только благодаря наличию зрелых лесных массивов.
Надо беречь пресную воду как долговременный капитал, не пуская его на распродажу. Надо спешно разрабатывать и торговать технологиями и оборудованием генерации воды. У нас имеется опыт предков, и этого вполне достаточно. Нам, как воздух, нужна разумная и прибыльная промышленная - в инновационном смысле - экспансия. Для начала хотя бы на юге, в Средней Азии, в пустынях наших бывших соседей по Союзу. Строительство каскада ВДС вдоль иссыхающих рек - не благотворительность, а изначально самоокупаемая и взаимовыгодная акция.
Данная древняя технология должна также привлечь внимание специалистов от архитектуры. Они стремятся строить здания с всё увеличивающимися площадями оконных проёмов. Стекла в конструкциях зданий всё больше и больше. Но такие здания в жаркую солнечную погоду становятся парниками. Количество и мощность кондиционеров растёт, и в жару энергосети городов оказываются более перегруженными, нежели в 30-градусные морозы. А почему бы ни практиковать опыт инженеров древности? Ведь использовать летом солнечную энергию для производства хорошо увлажнённого и холодного воздуха для кондиционирования зданий-«стекляшек» давно пора хотя бы из-за дороговизны электроэнергии. Надстроить на крыше здания лёгкую и сравнительно дешёвую конструкцию естественного кондиционера - что может быть проще?
В романе «Собор Парижской Богоматери» есть глава «Вот это убьёт то», в которой Виктор Гюго изумительно красиво и по-французски изящно излагает свой взгляд на архитектуру, зодчество, как на способ увековечить человеческую мысль в камне, в строении, в очертаниях здания. Если следовать ему, то стремление строителей Востока к округлым, цилиндрическим и сферическим формам, в отличие от строителей Запада, тяготевших к кубическим и прямоугольным, было далеко не случайным. Не зря историки математики утверждают, что число π в гораздо большей степени было востребовано на Востоке, нежели на Западе. Строители знали о «холодящем» эффекте закрученного потока и очень широко использовали его, в том числе в строительстве зданий и дворцов. Ну, неужели кто-то всерьёз полагает, что спасением от убийственной жары были только тень и опахало! Комфорт внутри зданий восточные зодчие создавать умели. Неплохо было бы и нам использовать этот опыт.
В заключение не будет лишним процитировать высказывание В. Шаубергера: «Решив проблему генерации воды и сделав возможным получение любого объёма и любого качества воды в каком угодно месте, человек вновь освоит огромные пустынные земли и понизит тем самым как продажную цену продовольствия, так и продажную цену машинных мощностей до такого минимума, что отпадёт всякая выгода спекуляции этим. Обилие продовольствия и экономичная производительность машин являются такими сокрушительными доводами, что общее представление о мире, а также всё мировоззрение претерпят изменения».
---------------------------
1 Гумилёв Лев Николаевич (1912-1992), российский историк, географ, доктор исторических (1961) и географических (1974) наук, академик РАЕН (1991). Создатель учения о человечестве и этносах как биосоциальных категориях; исследовал биоэнергетическую доминанту этногенеза (назвал её пассионарностью). Труды по истории тюркских, монгольских, славянских и других народов Евразии.
2 Яса - название уложения Чингисхана, которое он, по преданию, издал на великом всемонгольском курултае и которое постоянно подтверждалось его преемниками.
3 Эффект Ранка-Хилша, англ. Ranque-Hilsch Effect - эффект разделения газа или жидкости при закручивании в цилиндрической или конической камере на две фракции. На периферии образуется закрученный поток с большей температурой, а в центре - закрученный охлаждённый поток, причём вращение в центре происходит в другую сторону, чем на периферии. Впервые эффект открыт французским инженером Жозефом Ранком в конце 20-х гг. при измерении температуры в промышленном циклоне. В конце 1931 г. Ж. Ранк подаёт заявку на изобретенное устройство, названное им «вихревой трубой» (в литературе встречается как труба Ранка). Получить патент удаётся только в 1934 г. в Америке (Патент США No 1952281).
4 Рашиг Фридрих (1863-1928), немецкий химик-технолог и промышленник. Предложил (1890) способ фракционной дистилляции органических веществ в колоннах, заполненных керамическими кольцами (кольца Рашига).
5 Виктор Шаубергер (1885-1958) родился в Австрии. Первые упоминания о его деятельности относятся к началу 20-х гг., когда Шаубергер, работая егерем в лесозаготовительной компании, спроектировал и смонтировал водные желоба со спиральными насечками, подобными орудийным. Когда бревна падали в желоба, они вращались вокруг своей оси, что увеличивало их скорость перемещения. В 1930-м г. Шаубергер спроектировал электрогенератор, турбина которого принципиально отличалась от конструкции обычных водяных турбин. Генератор был установлен вблизи лесопилки и успешно использовался в течение 3 лет, но конкретных сведений о его работе не сохранилось. В начале Второй мировой Виктор Шаубергер был интернирован в нацистский концентрационный лагерь, где был привлечён к работе над летающим «Диском Белонце», предложив для него оригинальный вихревой двигатель.
Автор: Хамзя Умяров
Год: 2008
