Глав: 20 | Статей: 79
Оглавление
Книги, кино и сериалы на тему глобальной катастрофы, которая меняет наш привычный мир, заставляют задуматься: а что бы я сделал на месте героев? Куда бежать, чем запасаться и как не превратиться в дикаря из «Безумного Макса», а заново построить все с нуля? Научный журналист Льюис Дартнелл знает ответы на эти вопросы. Его книга — кладезь научно-технических знаний, которые помогут восстановить цивилизацию: от советов, как получить питьевую воду из подручных средств, до объяснения, как собрать двигатель внутреннего сгорания «на коленке».

Если думаете, что перед вами руководство для выживальщиков, то вы правы лишь частично. Цель книги «Цивилизация с нуля» — познакомить читателя с историей развития науки, показать, что большинство великих открытий сопровождает не «Эврика!», а «Хм… занятно» и что из всего накопленного опыта жизненно важно знать устройство базовых вещей и основы техники, а не 100 и 1 способ повысить свою эффективность.

Что делать, если вы лишились моторов?

Что делать, если вы лишились моторов?

Если общество лишилось моторов, придется вернуться к животной тяге. Первыми в истории животными, примененными для тягла, таскавшими телеги, кареты, плуги, бороны и сеялки, были волы — холощеные быки, и их можно использовать вновь, когда замрут последние трактора. Тягловые лошади, такие как шайрские тяжеловозы, происходят от коней, носивших по полям сражений средневековой Европы закованных в броню рыцарей, эти лошади быстрее, сильнее и выносливее волов. Но если вы решите заменить волов лошадьми, сначала придется вновь изобрести подходящую упряжь — важнейший инструмент, до которого не додумались древнейшие и античные цивилизации.

Волов можно запрячь при помощи деревянного бруса. Его кладут на загривок животного, а перекладины слева и справа не дают брусу съезжать, Можно запрячь вола и с помощью лобного ярма, укрепляемого перед рогами. А вот анатомия лошади требует упряжи в виде системы ремней. Простейший образец — постромочная упряжь, когда по плечам и вокруг шеи накладывается один ремень, под животом протягивается другой, и на середине спины находится точка прикрепления постромок. Эту упряжь широко применяли в Древнем мире, так веками впрягали лошадей в колесницы ассирийцев, египтян, греков и римлян. И все же она не подходит к строению лошади и не годится для тяжелой тягловой работы, например пахоты. Дело в том, что нагрудный ремень передавливает лошади яремную вену и трахею, так что она, если тянет слишком усердно, задыхается. Выход — переделать упряжь и перенести точку, к которой лошадь прилагает силу.

Хомут — это металлическое или деревянное кольцо в толстой мягкой обивке, плотно облегающее шею лошади. Точки приложения силы при использовании хомутной упряжи расположены не на загривке, а низко на боках лошади, так чтобы нагрузка равномерно распределялась по ее груди и плечам. Этот анатомически комфортный ворот — один из первых опытов эргономичного дизайна — придумали в Китае в V в., но в Европе он получил распространение лишь в 1100-х гг. Хомутная упряжь позволяет лошади тянуть во всю силу: развиваемое тяговое усилие выходит в три раза больше, чем в прежней, неудобной запряжке — а именно конный плуг стал основой средневековой аграрной революции.

Странные сцены мы увидим при соединении конной тяги и остатков автомобильного парка. Исправный задний мост от мертвой легковушки или грузовика можно приспособить как шасси для деревянной телеги. А еще проще будет разрезать авто поперек, выбросить переднюю часть с бесполезным мотором, а заднее сиденье и колеса применять как двуколку. Пара оглобель из тонких труб, приделанных по бокам, позволит запрячь осла или быка вместо энергетической установки.

В то же время откат к животной тяге потребует часть урожая полей и огородов пускать на корм скоту, забрав ее у людей. На пике использования тягловых животных в сельском хозяйстве Великобритании и Соединенных Штатов, который удивительным образом пришелся примерно на 1915 г. (хотя к тому моменту целых полвека существовали самоходные механизмы с паровой машиной и уже появились бензиновые трактора), на трети всех возделываемых земель выращивали корма для лошадей[35].

Первоочередной задачей, наряду с поиском тягловой силы для сельскохозяйственных орудий и сухопутных перевозок, будет покорение морей и возобновление рыболовства и торговли, и, если ваше общество утратит способность производить сложные механизмы, в море придется положиться на парусный флот.

Простейший тип паруса интуитивно понятен любому, кто хоть раз видел, как вывешенные сушиться простыни развеваются под порывами ветра. Укрепите в середине своего судна столб — мачту, на макушке горизонтально подвесьте брус перпендикулярно продольной оси судна: это будет рея. На рее закрепите верхний край большой холстины, снизу привяжите холстину веревками, и у вас получится простой квадратный парус, многажды в истории человечества изобретенный самыми разными народами. Парус действует как ловушка, захватывающая попутный ветер, при котором даже примитивные суда могут идти довольно быстро. Но с такой оснасткой двигаться веред можно, только если угол к ветру не меньше 60°, и потому мореход оказывается полностью во власти стихий.

Более сложный вариант — косой парус. Он не натягивается перпендикулярно поперек палубы, но ориентируется вдоль линии борта и висит диагонально благодаря наклонной рее или веревке, одним концом закрепленной на мачте. Суда, оснащенные косыми парусами, гораздо более маневренны и могут идти галсами много круче к ветру, чем суда с прямыми парусами: у современных яхт угол к ветру доходит до 20°, но большинство крупных парусников используют оба типа парусов. Косой парус восходит еще к римлянам, бороздившим воды Средиземноморья, но окончательную форму обрел в эпоху Великих географических открытий, которая началась в XV столетии: под косым парусом корабли испанских и португальских мореплавателей проходили через океаны, чтобы открыть далекие земли и проложить дальние торговые пути.

Если вы ставите косой парус под углом к ветру, возникает совершенно новый эффект. Наполняя парус, ветер отдувает его в сторону и превращает в своего рода крыло: поток воздуха, обтекая выгнутую поверхность, отражается и создает перед парусом область низкого давления. Корабль с прямым парусом ветер толкает по воде, корабль с косым парусом тянет спереди аэродинамическая подъемная сила. В 1552 г., не понимая до конца физику этого процесса, Фернан Магеллан с командой первым в истории обогнул Землю, применив те же принципы аэродинамики, которые используются в самолетном крыле и реактивной турбине.

Однако, если мы ставим косой парус на боковом ветру, судно теряет устойчивость и возникает риск опрокинуться и перевернуться. Чтобы этого не произошло, ближе к днищу судна для устойчивости помещают балласт, а под днищем приделывают киль, часто напоминающий по форме перевернутый акулий плавник, — он противодействует опрокидывающей силе парусов. Если вы умеете управиться с этими противоборствующими силами и точно наладить снасти для управления косыми парусами и установки наилучшего угла к ветру, то физика, лежащая в основе аэродинамического эффекта, удивительным образом позволит кораблю идти даже быстрее скорости дующего в паруса ветра.

Если не удастся найти пригодных для использования судовых корпусов, придется строить их своими руками. По традиционной технологии доски обшивки кладут вдоль и крепят на каркас, а стыки герметизируют, затыкая паклей и замазывая смолой. Если найдется достаточно собранного или выплавленного железа либо листовой стали, можно скрепить доски заклепками. Паруса же, по сути, просто большие куски полотна, продукт ткацкой технологии, описанной в главе 4. Для паруса нужно использовать гладкое переплетение и помнить, что ткань всегда труднее рвется вдоль утка, поскольку уточные нити прямее, чем нити основы, и легко растягивается и рвется по диагонали (попробуйте на небольшом участке собственной рубашки). Похожим образом веревки, связывающие снасти воедино, делаются путем сучения из волокна нитей, которые затем сплетаются в пучки, а те — в веревку. Далее, если нужно, из веревок плетется канат. Блоки и тали, применяемые для управления парусами, не отличаются от тех, с помощью которых строители поднимают тяжелые грузы.

Будем надеяться, что довольно скоро возрождающаяся цивилизация заново освоит обработку металлов и изготовление станков. Одним из видов простого механического транспорта для передвижения людей в мире, где смолкли моторы, мог бы стать велосипед. Сердце педальной машины — это кривошип, превращающий взмахи ваших ног во вращение, которое можно передать на колеса. Однако есть непростая инженерная задача: нельзя вращать педалями колесо напрямую, как на детском велосипедике, потому что в таком случае, чтобы развить сколько-нибудь приличную скорость, седоку придется сучить ногами как сумасшедшему.

Простейшее решение — сделать переднее колесо большим. Значительная длина окружности даже при несильном вращении обеспечит неплохую скорость, именно по этому принципу сконструированы старинные «пенни-фартинги» карикатурных пропорций, с полутораметровым колесом. Но есть выход гораздо лучше — очевидный нам сегодня, но до 1885 г. не приходивший в голову производителям велосипедов: применить шестерни, механизм из Древнего мира, соединенные цепью. Две звездочки разного диаметра, позволяющие колесу вращаться значительно быстрее, чем оси педалей, соединяются роликовой цепью (ее устройство весьма схоже с тем, что нарисовал в XVI в. Леонардо да Винчи). Еще одна важная техническая особенность — передняя стойка, соединяющая ступицу колеса с рулем, должна быть слегка отклонена назад, чтобы переднее колесо само собой поворачивалось в сторону, куда клонится велосипед, придавая машине естественное равновесие[36].

Оглавление книги


Генерация: 0.697. Запросов К БД/Cache: 3 / 1