Дмитрий Калюжный - Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона
После того как арбалет сняли с вооружения армий, он еще некоторое время оставался оружием охотников, любивших его за бесшумность, но в связи с совершенствованием огнестрельного оружия, повышением дальности его боя и кучности стрельбы, бесшумностью стали пренебрегать и от арбалета почти повсеместно отказались. Хотя еще в начале ХХ века промысловики Сибири оставляли на звериных тропах натянутые тросики с подведенным к ним конструктивным подобием самострела-арбалета.
Корабельный руль и тачка
Имеются достаточно достоверные сведения о мореплавании в VIII, IX и X веках. Известно, как выглядели корабли той поры. Также мы совершенно доподлинно знаем, что в эти века не было плаваний через океаны, – потому что корабли не были к этому приспособлены, не имелось навигационных приборов и карт.
Плавания совершали преимущественно вдоль берегов. Вместо карт использовали так называемые Пейтингеровы таблицы – по сути дела не карты, а «дорожную номенклатуру», списки населенных пунктов и портов. Впервые морская карта упоминается в связи с морским походом французского короля Людовика IX в 1270 году. Но в XIV веке моряки уже регулярно стали пользоваться картами, вернее указателями фарватеров.
Затем, надо учитывать, что отнюдь не всякое изготовленное руками человека плавсредство может выйти в открытое море. Вернее выйти-то оно может, но вот вернется ли обратно?… Если корпус не выдерживает ударов волн, если мачты ломаются, а паруса рвутся, если, наконец, судном невозможно управлять – никакого мореходства быть не может.
Теперь уже невозможно сказать, когда люди научились гнуть доски для корпуса, когда изобрели пилу и бурав, когда отработали технологию сшивания досок и балок в единый корпус. Это происходило во времена той «доисторической» истории, основные этапы которой мы показали в главе «Накопление опыта». Но есть в конструкции морских судов такие элементы, без применения которых нельзя было даже задумывать дальние плавания, причем известно время их изобретения. Мы говорим о корабельном руле.
Сначала для военных и торговых целей использовали весельные галеры и иные типы гребных судов. По каждому борту галеры располагался ряд весел, каждое длиной до 15 метров и весом 250–300 кг. Таким тяжелым веслом гребли 6–9 человек, держась за специальные скобы на вальке. Гребцы, располагавшиеся рядом друг с другом, во время работы вставали с банок и делали несколько шагов вперед и назад в соответствии с тактом каждого гребка. Темп гребли задавался до 22 гребков в минуту.
Руль на таких судах мало отличался от обычного гребного весла, он был лишь немного приспособлен для управления. На крупных кораблях его крепили на корме и, чтобы усилить точку опоры, снабжали рычагом, отдаленно похожим на румпель. Почти так же, с помощью широколопастного короткого весла управлял своей пирогой сидевший на корме дикарь. Иногда по обеим сторонам кормы устанавливали два широких весла. Весло опускали в воду с той стороны, в которую хотели повернуть судно.
Но это был малоэффективный способ управления, ведь весло не давало упора и легко отклонялось под ударами волн. Для мелких судов этот недостаток особого значения не имел, но по мере того, как корабли становились крупнее и крупнее, несовершенство рулевого управления выявлялось все очевиднее и ограничивало размеры строившихся судов. Попытки разрешить проблему с помощью установки нескольких рулевых весел не принесли никакого успеха.
Старинный корабельный руль с колдерштоком. Применялся начиная с XIII векаКорабельный руль со штурвальным колесом. Вошел в практику в начале XVIII векаПри отсутствии надежного руля корабли не могли плыть против ветра, они всегда находились во власти стихии, независимо от того, был ли движущей силой труд гребцов или парус. Гребцы были даже лучше, поскольку, подгребая больше с того или другого борта, можно было разворачивать судно. Поэтому на галерах приходилось держать много рабов. Это, конечно, сдерживало развитие торгового мореплавания, потому что весь полезный объем судна занимали гребцы и запасы продовольствия для них, и отказаться от гребцов, даже при наличии на корабле парусов, было невозможно.
Проблема управления судном была особенно актуальной для военного флота. Пока таран и абордаж были главными способами атаки, маневренность галер обеспечивала им преимущество, и ничем иным, кроме тяжелого труда галерных рабов, нельзя было достичь этой маневренности. Положение стало изменяться только в XVI веке, когда развитие артиллерии коренным образом изменило тактику морского боя. Но даже и тогда, хотя наличие на борту множества гребцов не позволяло вооружать корабли в достаточной мере артиллерией, их продолжали использовать; даже в XVII веке мы видим морские сражения с участием весельных кораблей.
Однако в книге «История техники» читаем:
«До нас дошло описание знаменитого греческого корабля, построенного в III в. до н. э. Если верить сведениям, дошедшим от древнегреческих писателей, водоизмещение этого корабля было не меньше 4000 т. Судно было приспособлено для военных действий».
Но управлять подобным монстром совершенно невозможно! Такое описание – либо чистая фантазия, либо в преувеличенном виде показывает испанские галионы. В Испании в самом конце XV века смогли построить галион водоизмещением в 2 тыс. тонн и обнаружили, что такая громадина, несмотря на хорошую вместимость, не выдерживает морских походов. Идти круто к ветру, в бейдевинд, галион мог лишь с большим трудом: избыточный надводный борт ловил ветер как парус; только этим парусом было нельзя управлять.
А руль современной конструкции появился в Византии, затем после XIII века попал в Западную Европу, где получил название наваррского руля. Руль начали прочно навешивать на ахтерштевень, являющийся продолжением киля и образующий единое целое со всем судном. Его появление резко повысило маневренность судна.
Руль устанавливали на достаточной глубине под водой, чтобы укрыть от действия волн. Теперь его можно было сделать довольно большим по размерам и строить более крупные корабли с хорошими мореходными качествами, позволявшими плавать против ветра. Усовершенствовав рулевое управление, смогли улучшить оснастку судов, и к XV веку она достигла полного совершенства. За период с XIII по XV век в развитии мореплавания было сделано больше, чем за весь прошлый период, когда, со времени появления первых парусников, навигация развилась от речного плавания лишь до каботажного мореходства вдоль побережий континентов.
Оразио Курти, заведующий отделом транспортной техники Национального музея науки и техники в Милане пишет:
«Штурвальное колесо появилось в начале XVIII века. До этого румпель поворачивали вертикальным рычагом – колдерштоком. Конец этого рычага был соединен с концом румпеля, его наклон приводил к повороту руля. На малых судах румпелем управляли непосредственно».
Только в 1492 году, спустя два-три столетия после появления в Европе современного рулевого управления (хоть еще и без штурвального колеса), человеку удалось пересечь Атлантический океан. Не менее долгим было открытие морского пути в Индию. Три столетия подряд мощные морские державы: Италия, Испания и Португалия, соревнуясь, отправляли современные морские корабли; экспедиция за экспедицией шли на юг, пока не достигли южной оконечности Африки, пока не сумели ее обогнуть и пока Васко да Гама не нашел наконец морскую дорогу до Индии.
Однако историки уверяют, будто задолго до изобретения карт, руля, морской оснастки и компаса люди просто так, без труда плавали по всему земному шару и прекрасно знали географию!
Можно ли в это поверить?
Большой шаг вперед в развитии судоходства по внутренним водным путям был сделан с изобретением шлюзов с воротами. Начало положили шлюзы с одним створом для пропуска судов. Шлюзы с верхними и нижними воротами появились в Нидерландах в XIV веке и, по-видимому, независимо в Италии в XV веке. Как и все остальное, в Китае шлюзы с одними воротами появились еще до нашей эры, а шлюзы с двумя воротами – в IX или Х столетии. Но китайцы почему-то использовали их крайне редко, да, наверное, и вообще не использовали, тогда как подобные шлюзы в Европе были очень тесно связаны с решением насущных задач, они были действительно нужны, и их появление здесь вполне закономерно.
Менее крупным, но существенным изобретением этого времени была тачка, решавшая задачи местных перевозок. Китайцы, конечно, и тачку знали еще с начала нашей эры, а в «отсталой» Европе она появилась только в XIII веке. Но ведь очевидно, что механизм или машина с тем или иным двигателем, пусть даже таковым выступает человек, нужна лишь тогда, когда есть достаточно работы, чтобы сделать ее экономически выгодной. Появление морского судна, перевозящего грузы, равные по весу грузу каравана из тысячи верблюдов, сделало изобретение тачки неизбежным. Новые транспортные средства позволили в Средние века доставлять грузы в порт к кораблю или наоборот, а также возить зерно на центральную водяную мельницу или лес на крупную лесопилку.
