Античная сила воды

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.

Реконструкция механизма в Эфесе.

Реконструкция механизма в Эфесе.

Реконструкция механизма в Эфесе.

Благодарю за консультации Николая Григорьева и Олега Круглякова.

Источники

1. Andrew Wilson. Machines, Power and the Ancient Economy // The Journal of Roman Studies, Vol. 92 (2002), pp. 1—32. http://www.jstor.org/stable/3184857

2. Tullia Ritti, Klaus Grewe and Paul Kessener. A relief of a water-powered stone saw mill on a sarcophagus at Hierapolis and its implications // Journal of Roman Archaeology, Volume 20, 2007, pp. 139–163 DOI: https://doi.org/10.1017/S1047759400005341

3. Sophia Germanidou. Watermills in Byzantine Textual Tradition (4th–12th centuries) // https://www.ceeol.com/search/article-detail?id=538241

4. Andrew Wilson. Roman Water-Power. Chronological Trends and Geographical Spread. In: Capital, Investment, and Innovation in the Roman World. Edited by: Paul Erdkamp, Koenraad Verboven, and Arjan Zuiderhoek, Oxford University Press (2020). © Oxford University Press. DOI: 10.1093/oso/9780198841845.003.0005

5. Gül Sürmelihindi, Cees W. Passchier, Philippe Leveau, Christoph Spötl, Marcel Bourgeois, Vincent Bernard. Barbegal: carbonate imprints give a voice to the first industrial complex of Europe // Journal of Archaeological Science: Reports April 2019 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352409X18307405

6. Caty Schucany und Ines Winet. SCHMIEDE-HEILIGTUM-WASSERMÜHLE. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit Grabungen 1944/45 und 2003/04. P. 114–162.

7. Thorkild Schiöler. Die Kurbelwelle von Augst und die römische Steinsägemühle // Helvetia archaeologica, Jg. 40, H. 159/160 (2009), S. 113—124

8. M. J. T. Lewis. Railways in the Greek and Roman world, in A. Guy and J. Rees (eds), Early Railways. A Selection of Papers from the First International Early Railways Conference (200I).

9. Donners, K., Waelkens, M., & Deckers, J. (2002). Water mills in the area of Sagalassos: a disappearing ancient technology. Anatolian Studies, 52, 1—17. doi:10.2307/3643076

10. https://en.wikipedia.org/wiki/Norias_of_Hama

11. Витрувий. 10 книг об архитектуре. Глава V http://antique.totalarch.com/vitruvius/10/5.

12. Grewe, K. et H. P. M. Kessener (2007): “A stone relief of a water-powered stone saw at Hierapolis, Phrygia. A first consideration and reconstruction attempt”, Actes du Colloque International Énergie hydraulique et machines élévatrices d’eau durant l’Antiquité, Pont du Gard, 20–22 septembre 2006, Naples, 227–234.

13. Kessener, Paul (2010), «Stone Sawing Machines of Roman and Early Byzantine Times in the Anatolian Mediterranean», Adalya, 13, pp. 283–303.

14. Thierry Morin, Jacques Seigne. Restitution et reconstitution d’une scierie hydraulique du IVe siècle de notre ère à Gerasa/Jerash (Jordanie). Virtual Retrospect 2007, Robert Vergnieux, Nov 2007, Pessac, France. pp.261–268. hal-01774908.