номады и физика

[Даумантас]

Или как обитатели Великой степи добывали воду... из воздуха.

Не сказал бы, что все это звучит так уж убедительно. Скажем, очень не хватает археологической составляющей. И у автора явно говорит местечковый патриотизм. Но... любопытно, однако.

Великий шёлковый путь: вихри в колодцах

Автор: Хамзя Умяров

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 (Л.Н. Гумилёв называл его в своих исследованиях Великим торговым путём). Именно он в своё время очень сильно изменил картину древнего мира, став частью маршрутов, по которым шло Великое переселение народов и этносов в IV-VII вв. нашей эры.

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. То есть в своей значительной части по нынешним российским землям. Чингисхан, родившийся, можно сказать, в Читинской области и создавший империю, большая часть которой также приходится на территорию современной России, почему-то «подарен» нашими историками монголам и китайцам! И во многом могущество его империи держалось на том, что Чингисхану и его преемникам удалось прибрать к рукам контроль над Великим торговым путём, который в тот момент представлял собой самую совершенную и сложнейшую инженерную инфраструктуру.

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.

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. Ранка 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.


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.


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?


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.

Техника Молодежи.

@темы: история, номадистика, Туркестан, интересное

Comments

Ветровые ловушки! Это же Дюна! Герберт похоже их с реальных скопировал и поместил в книгу.

[Даумантас]

Black Torn

Герберт похоже их с реальных скопировал

Или же просто сама идея витает в воздухе) В принципе, получение воды из воздуха - достаточно известный механизм, которым пользуются, например, некоторые животные, живущие в пустынях. Хотя там, разумеется, используется несколько иной принцип.

[Lady Ges]

Интересно, а остатки таких сооружений имеются?
Если они были настроены через 15-20 километров, их должно было быть солидное количество. Допустим, часть снесли под основание. Но что-то должно же было уцелеть хоть в опознаваемых обломках?
Так, чтобы можно было судить об из наличии-отсутствии и по археологическим свидетельствам, а не только по арабским описаниям.

Пассаж про разумную торговую экспансию древнего Китая вызвал приступ хихиканья.

[Даумантас]

Lady Ges

Интересно, а остатки таких сооружений имеются?

Вот, как я сказал, отсутствие отсылок к реальным археологическим материалам лично меня и настораживает. Хотя в свое время мне доводилось встречать рисунки некоторых среднеазиатских колодцев, и это действительно порою были довольно сложные архитектурные сооружения. Но автор почему-то не счел необходимым привести в подтверждение своей теории ничего подобного.