Ветряная мельница (ветряк) — аэродинамический механизм, выполняющий механическую работу за счёт энергии ветра, улавливаемой крыльями[1][2]. Наиболее известным её назначением является помол муки.
На протяжении долгого времени ветряные мельницы, наряду с водяными, были единственными машинами, которые использовало человечество. Поэтому применение этих механизмов было различным: в качестве мукомольной мельницы, для обработки материалов (лесопилка) и в качестве насосной или водоподъемной станции.
«Классическая» ветряная мельница с горизонтальным ротором и удлиненными четырёхугольными крыльями — широко распространенный элемент пейзажа в Европе, в частности, в ветреных равнинных северных регионах и на побережье Средиземного моря. Для Азии характерны другие конструкции с вертикальным размещением ротора.
С развитием в XIX веке паровых машин мельницы постепенно вышли из употребления.
История
правитьГоризонтальные и вертикальные мельницы
правитьПервые практически используемые ветряные мельницы имели от шести до двенадцати парусов, которые были покрыты тростниковым матом или тканевым материалом и вращались в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси[3]. Согласно Ахмаду Й. аль-Хасану, эти мельницы-панемоны были изобретены в восточной Персии, или Хорасане, как записано персидским географом аль-Истахри в IX веке[4][5].
Они использовались для измельчения зерна или сбора воды и значительно отличались от более поздних европейских вертикальных ветряных мельниц. Укоренившись на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, распространились в Китай и Индию[6]. Подобный тип мельницы с прямоугольными лопастями применялся для орошения в Китае XIII века (во времена династии Чжурчжэнь на севере); он стал строиться после путешествий Елюя Чуцая в Туркестан в 1219 году[7].
Немногочисленные горизонтальные ветряные мельницы были построены в Европе в XVIII-XIX веках[3], например, мельница Фаулера в Баттерси в Лондоне и мельница Хупера в Маргейте в Кенте. Эти ранние современные примеры, по-видимому, не испытали непосредственного влияния средне- и дальневосточных, а были независимыми изобретениями европейских инженеров[8].
Из-за отсутствия доказательств историки спорят, инициировали ли горизонтальные ветряные мельницы Ближнего Востока развитие европейских ветряных мельниц[9][10][11][12]. В северо-западной Европе горизонтальная ось (или вертикальная ветряная мельница), как полагают, датируется XII и XIII веками в треугольнике между северной Францией, восточной Англией и Фландрией[13].
Самое раннее упоминание о ветряной мельнице в Европе (предположительно вертикального типа) датируется 1185 годом в бывшей деревне Уидли (Йоркшир), на южной оконечности Уолда напротив устья Хамбер[14]. Имеются более ранние европейские источники, упоминающие ветряные мельницы, но датирование их затруднено[15]. Эти первые мельницы использовались для измельчения зерновых[16] и дробления руды[16].
Древние времена
правитьСуществует много версий о том, как и где появились ветряные мельницы, но чаще всего утверждается, что древнейшие были распространены в Вавилоне, о чём свидетельствует кодекс царя Хаммурапи (около 1750 до н. э.).
Античность
правитьОписание орга́на, работающего благодаря ветряной мельнице, — первое документальное свидетельство использования ветра для приведения механизма в действие. Оно принадлежит греческому изобретателю Герону Александрийскому, I век н. э. Персидские мельницы, описанные в сообщениях мусульманских географов IX века, отличаются от западных конструкцией с вертикальной осью вращения и перпендикулярно расположенными крыльями, лопатками или парусами[17].
Колесо обозрения инженера Герона Александрийского в римском Египте первого века является самым ранним известным примером использования колеса с приводом от ветра для приведения в действие машины[18][19]. Другой ранний пример ветряного колеса — молитвенный барабан, который использовался в Тибете и Китае с четвертого века[20].
Персидская мельница имеет лопасти на роторе, расположенные аналогично лопаткам гребного колеса на пароходе. Часть лопаток должна быть защищена оболочкой, иначе давление ветра на лопасти будет одинаковым со всех сторон, и так как паруса жестко связаны с осью, мельница не будет вращаться.
Ещё один вид мельниц с вертикальной осью вращения известен как китайская мельница, или китайский ветряк. Конструкция отличается от персидской использованием свободно поворачивающегося независимого паруса.
Средневековье
правитьСредневековая иконография ясно свидетельствует о распространении ветряных мельниц во многих странах Европы.
Мельницы с горизонтальной ориентацией ротора известны с 1180 г. во Фландрии, Юго-Восточной Англии и Нормандии.[21] В XIII веке в Священной Римской империи появились конструкции, в которых всё здание поворачивалось навстречу ветру. Они использовались в Европе вплоть до появления двигателей внутреннего сгорания и электрических двигателей в XIX веке. Водяные мельницы были распространены в основном в горных районах с быстрыми реками, а ветряные — в равнинных ветреных местностях.
Мельницы принадлежали феодалам, на чьей земле они располагались. Жители были обязаны молоть зерно, выращенное на этой земле, на строго определённых мельницах. В совокупности с плохой дорожной сетью это вело к образованию застойных местных экономических ниш. С отменой запрета население получило возможность выбирать мельницу по своему усмотрению, что стимулировало технический прогресс и конкуренцию.
Новое время
правитьВ конце XVI века в Нидерландах появились мельницы, у которых навстречу ветру поворачивалась только башня.
В странах Южной Европы (Испания, Португалия, Франция, Италия, Балканы, Греция) строились типичные мельницы-башни с ровной конической крышей и, как правило, фиксированной ориентацией. Общеевропейский экономический скачок XIX века привёл к значительному росту мельничной промышленности; с появлением множества независимых мастеров за короткое время число мельниц резко увеличилось.
До конца XIX века имелось множество ветряных мельниц во всей Европе, в основном во многих областях Франции (на 1847 г. там имелось около 8700 ветряных мельниц), Нидерландах (от 6 до 8 тыс. мельниц в 1750 году), Великобритании, Германии (18242 мельницы в 1895 году), Польше, Прибалтике, во многих регионах России, Скандинавии, странах Южной Европы[22].
Образ в литературе
править- К «Дон Кихоту» Сервантеса восходит выражение «сражаться с ветряными мельницами», означающая «бороться с воображаемым противником, бесцельно тратить силы».
- В 1865 году Ханс Кристиан Андерсен написал сказку «Ветряная мельница»[23].
Образ в живописи
править-
Ян ван Гойен. Речной пейзаж, 1625 -
Якоб ван Рёйсдал. Пейзаж с мельницами близ Харлема. Около 1650-1652 -
Энгельберт ван Сиклерс. Мельница в Генте, после 1756 -
Вейнанд Нуйен. Болото с ветряной мельницей, 1836 -
Иван Айвазовский. Ветряная мельница на берегу моря, 1837 -
Орас Верне. Битва при Вальми, XIX век -
Юзеф Маршевский. Ночной пейзаж,1864 -
Иохан Хендрик Вейсенбрух. Пейзаж с мельницей у Схидама, 1873
_-_Museum_Boijmans_Van_Beuningen.jpg)
См. также
править- Ветроэнергетика
- Водяная мельница
- Международный музей ветряных и водяных мельниц
- Зансе-Сханс — экспозиция ветряных мельниц в Нидерландах
Примечания
править- ↑ Mill definition (англ.). Thefreedictionary.com. Дата обращения: 15 августа 2013. Архивировано 21 августа 2013 года.
- ↑ Windmill definition stating that a windmill is a mill or machine operated by the wind (англ.). Merriam-Webster (31 августа 2012). Дата обращения: 15 августа 2013. Архивировано 6 января 2019 года.
- ↑ 1 2 Wailes, R. Horizontal Windmills. London, Transactions of the Newcomen Society vol. XL 1967-68 pp 125—145
- ↑ Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
- ↑ Klaus Ferdinand, "The Horizontal Windmills of Western Afghanistan, " Folk 5, 1963, pp. 71-90.
- ↑ Donald Routledge Hill, «Mechanical Engineering in the Medieval Near East», Scientific American, May 1991, p. 64-69. (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering Архивная копия от 25 декабря 2007 на Wayback Machine)
- ↑ Needham, Volume 4, Part 2, 560.
- ↑ Hills, R L. Power from Wind: A History of Windmill Technology. Cambridge University Press. — 1993.
- ↑ Farrokh, Kaveh (2007), Shadows in the Desert, Osprey Publishing, p. 280, ISBN 1-84603-108-7
- ↑ Lynn White Jr. Medieval technology and social change (Oxford, 1962) p. 86 & p. 161—162
- ↑ Lucas, Adam (2006), Wind, Water, Work: Ancient and Medieval Milling Technology, Brill Publishers, pp. 106—7, ISBN 90-04-14649-0
- ↑ Bent Sorensen (November 1995), "History of, and Recent Progress in, Wind-Energy Utilization", Annual Review of Energy and the Environment, 20 (1): 387—424, doi:10.1146/annurev.eg.20.110195.002131
- ↑ Braudel, Fernand. Civilization and Capitalism, 15th–18th Century, Vol. I: The Structure of Everyday Life (англ.). — University of California Press, 1992. — P. 358. — ISBN 9780520081147.
- ↑ Laurence Turner, Roy Gregory. Windmills of Yorkshire (англ.). — Catrine, East Ayrshire: Stenlake Publishing, 2009. — P. 2. — ISBN 9781840334753. Архивировано 1 ноября 2019 года.
- ↑ Lynn White Jr., Medieval technology and social change (Oxford, 1962) p. 87.
- ↑ 1 2 Sathyajith, Mathew. Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics (англ.). — Springer Berlin Heidelberg, 2006. — P. 1—9. — ISBN 978-3-540-30905-5.
- ↑ Ахмад аль-Хасан, Дональд Хилл, Технологии исламского мира. Иллюстрированная история, 1986, Cambridge University Press, P. 54F, ISBN 0-521-42239-6
- ↑ Dietrich Lohrmann, «Von der östlichen zur westlichen Windmühle», Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp. 1-30 (10f.)
- ↑ A.G. Drachmann, «Hero’s Windmill», Centaurus, 7 (1961), pp. 145—151
- ↑ Lucas, Adam. Wind, Water, Work: Ancient and Medieval Milling Technology (англ.). — Brill Publishers, 2006. — P. 105. — ISBN 90-04-14649-0.
- ↑ Дитрих Лорман, Ветряная мельница от восточного типа к западному архивы истории культуры, Том 77, № 1 (1995), p. 1-30 (18ff.)
- ↑ Wind powered factories: history (and future) of industrial windmills. Дата обращения: 22 марта 2018. Архивировано 5 ноября 2013 года.
- ↑ «Ветряная мельница» Архивная копия от 6 ноября 2011 на Wayback Machine Ханса Кристиана Андерсена на сайте az.lib.ru
Литература
править- Вольшаник В. В., Юрченко А. Н. Конструкции водяных и ветряных мельниц России XIX—XX веков / Московский государственный строительный университет. Научно-технический Совет МГСУ. — М.: АСВ (Ассоциация строительных вузов), 2010. — 344 с. — (Библиотека научных разработок и проектов МГСУ). — ISBN 978-5-93093-794-7. (в пер.)
- Шангина И. И. Мельница ветряная // Русский традиционный быт: Энциклопедический словарь. — СПб.: Азбука-Классика, 2003. — С. 87—90. — 688 с. — 5000 экз. — ISBN 5-352-00337-X.
Ссылки
править
Ветряные мельницы Нидерландов Google Maps KMZ (файл меток KMZ для Google Earth)- Афанасьев П. А., Менделеев Д. И., Яновский А. Е. Мукомольное производство // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
