Артур Орд-Хьюм - Вечное движение. История одной навязчивой идеи

Рис. 9. В различных вариантах персидского колеса использовались либо полые спицы, которые наполнялись водой через отверстия в ободе и опорожнялись через ступицу, либо изогнутые спицы, сделанные наподобие гребного колеса. Эти колеса назывались соответственно «рогатым барабаном» или насосом де ла Фейе и приводились в действие потоком речной воды.

Водоподъемник состоял из деревянного колеса, свободно вращающегося на валу. По ободу колеса на осях подвешен ряд черпаков. Когда поток поворачивает колесо, черпаки попадают в воду и погружаются в нее. Колесо продолжает поворачиваться, перенося черпаки и поднимая их до уровня желоба, отводящего воду от устройства. Здесь черпаки переворачиваются, выливают воду и пустыми совершают вращение с колесом, пока снова не погрузятся в воду.

Существовал вариант персидского колеса, в котором вместо черпаков использовались полые изогнутые трубки. Иногда такое устройство называли насосом де ла Фейе. Он годился для подъема воды только до уровня оси колеса. Работал он за счет наполнения водой полых трубок через отверстия на ободе. Во время вращения колеса вода выливалась из трубок в водоприемник, расположенный ниже его оси. На репродукции очень старой гравюры изображены и полые трубки, и качающиеся черпаки.

Существовал еще один вариант персидского колеса, получивший название рогатого барабана.

Персидское колесо почти полностью вышло из употребления к 1840 году, но на протяжении многих столетий оно с успехом использовалось на ирригационных работах, не требуя почти никакого ухода за собой. Колеса вращалось и совершало необходимый объем, работы в тех случаях, когда имелся достаточно мощный поток воды. При этом, однако, оно расходовало гораздо больше энергии, чем может показаться на первый взгляд. Приблизительные оценки показывают, что эффективность устройства (за исключением того случая, когда оно находилось в потоке воды, приводящем в движение мельничное колесо) составляет всего лишь пятнадцать-двадцать процентов от эффективности водяного колеса. Заметим, что с помощью лошадей, вращавших персидское колесо, аналогичным образом могла подниматься и стоячая вода из водоемов.

Персидское колесо было грубым вариантом устройства, известного еще Витрувию {39} и описанного им в 50 году до нашей эры. В Европу оно, очевидно, попало из Египта. Это водоподъемное колесо — tympanum — использовалось для осушения болот и представляло собой разновидность винта Архимеда, но только как бы расплющенного. Французский инженер и мостостроитель Перронэ применил один из вариантов тимпанума для откачки воды из отгороженных запрудами участков русла рек при строительстве мостов в Нейи и Орлеане. Такое же устройство, получившее название черпакового колеса, использовалось в начале прошлого столетия для осушения болот в Восточной Англии. Эти колеса, приводимые в действия паровыми машинами, оказались более эффективными, чем насосы и ветряные мельницы голландского типа, ранее применявшиеся для этих же целей.

Еще одним вариантом персидского колеса была noria, хорошо известная в прошлом веке в Китае и вообще в странах Востока. Эти колеса, приводимые в движение потоком воды, имели очень большие диаметры, достигавшие иногда восьмидесяти-девяноста футов (по данным надежных источников) [6]. Одно такое колесо диаметром в тридцать футов было сделано из бамбука и приводилось во вращение потоком речной воды. Оно несло двадцать черпаков, которые поднимали за один оборот двенадцать галлонов воды [7]. Совершая четыре оборота в минуту, колесо за день переносило более трехсот тонн воды. Но и здесь фактическая эффективность устройства была очень низкой, и если бы не даровая энергия, создаваемая потоком текущей воды, затраты на эксплуатацию нории (в единицах цены расходуемой энергии) никогда бы не окупились.

Все приведенные примеры свидетельствуют о культе колеса и о той важной роли, которую оно играло в практической жизни человека, определяя также и направление развития его технической мысли. Не удивительно, что колесо использовалось и в вечной мельнице — устройстве, очевидная простота которого не давала повода усомниться в том, что оно будет работать. За счет использования нескольких цепей с черпаками можно было поднять воду на большую высоту, на промежуточных высотах передавая дополнительное количество энергии на центральный вал. После этого вода падала вниз на водяное колесо, приводя все устройство в движение.