Як люди підкоряли  вітер

ВІД НАШОГО ДОПИСУВАЧА В ІСПАНІЇ

ЩО ВАМ спадає на думку, коли бачите вітряк? Можливо, він нагадує вам голландський краєвид? Або ж в уяві постає образ Дон Кіхота — вигаданого іспанського ідальго, котрий вбачав у вітряних млинах грізних велетнів? Чи, може, ця фотографія навіює вам думку про якийсь відновлений вітряк, що нині є особливістю місцевого пейзажу?

У багатьох куточках світу сільські місцини все ще всіяні вітряними млинами. Може здаватися, що це — лише чудернацькі нагадування про минуле. Однак протягом століть вітряки були на передовій лінії науково-технічного прогресу. А нещодавно після десятиліть забуття ідея вітряних млинів відродилася, з чого отримує пожиток багато людей. Запрошуємо вас довідатись, як вітряний млин зумів пристосуватися до непостійних вітрів і мінливих людських потреб.

Як з’явився млин

Усе почалося з потреби у хлібі. Щоб отримати борошно, стародавні народи, як-от ізраїльтяни, зерно «мололи жорнами» (Числа 11:7, 8). То була виснажлива праця — молоти, обертаючи вручну один важкий камінь поверх іншого. З часом повсюдно стали використовувати ще більші жорна, які обертав осел чи інша тяглова тварина (Матвія 18:6). Але й такі млини мали свої недоліки.

На той час за допомогою водяного колеса людям удалося підкорити силу води, а за допомогою вітрил — силу вітру. І ось, приблизно в VII столітті н. е., десь у посушливих степах Азії чи Близького Сходу, об’єднавши ці два винаходи, люди змусили вітер обертати млинове жорно. Під дією вітру крила нового винаходу оберталися навколо вертикальної осі, котра з’єднувалася з жорном *. Таким примітивним вітряним млином послуговувалися, щоб молоти пшеницю та ячмінь, а також викачувати підземні води. Справді, потреба — це мати усіх винаходів!

Суттєве нововведення

Перші млини, в яких крила оберталися навколо вертикальної осі, були не дуже ефективними. Продуктивність вітряка відчутно зросла, коли крила прикріпляли до горизонтального валу, котрий видавався з башти. Через зубчату передачу сила обертів передавалася з горизонтального валу на вертикальний, завдяки чому й крутилося жорно внизу. Завдяки цьому нововведенню люди могли ще більше користати з енергії вітру. Відтоді млини були достатньо потужні, щоб приводити в дію навіть важкі механізми, скажімо циркулярні пили.

Ці крилаті трударі для будь-якої роботи потребували постійного постачання енергії. Але, як відомо, вітер часто змінює свій напрям. Як же тоді вітряку вловлювати вітер своїми крилами? Спочатку люди придумали стрижневий вітряк. Його закріпляли на вертикальній опорі, завдяки чому вся споруда могла повертатися крилами проти вітру.

Оскільки стрижневі вітряки, як правило, не могли бути великими, будівники  млинів почали робити сам корпус нерухомим, а оберталася лише верхівка. У цих вітряків основний вал виступає з даху — це дозволяє верхівці з крилами рухатися за мінливим вітром. Але як мірошникові повертати дах з валом, крилами та ще й системою гальм? Вдивіться у фотографію вітряка в Картахені (Іспанія) на сторінці 23 і побачите, що з даху донизу спускається балка. Хоча може здаватися, ніби то така собі підпірка, але насправді — це важіль. Таку балку може штовхати чи тягнути людина або тварина, повертаючи верхівку доти, доки крила млина не стануть проти вітру.

Інші вітряки позаду головних крил мають щось подібне до невеличкого пропелера. Призначення цього пропелера — автоматично повертати крила млина у потрібному напрямку. Як це відбувається? Уявіть собі, що великі крила направлені проти вітру та обертаються з великою швидкістю. Раптом вітер змінює напрямок — і рух крил сповільнюється. Тоді встановлений під прямим кутом до великих крил пропелер вловлює вітер і починає вертітися. Він приводить в рух шестерні, котрі автоматично повертають верхівку і крила млина за вічно мінливим вітром.

Удосконалення крил

Оскільки сила вітру постійно змінюється, його не так легко підкорити. Колись вітряки, які мали крила, подібні до вітрил човна, було нелегко пристосувати до коливань швидкості вітру. Якщо млин намагалися різко зупинити, висока температура, спричинена тертям гальм, могла призвести до пожежі. Через могутні пориви вітру крила могли розтрощитися одне об одне або ж об сам млин, а це завдало б йому страшенної шкоди. В інших випадках, коли гальма не спрацьовували, то мірошника, який згортав парусину на крилі вітряка, могло жбурнути в повітря!

У 1772 році проблему було вирішено. Один шотландський майстер замінив парусину на заслінки, які автоматично відкривались і закривались, нагадуючи цим жалюзі. У книзі «Вітряні млини» дається пояснення: «Під час сильного пориву вітру його натиск на заслінки переважає тиск пружини, через що заслінки відкриваються, розсіюючи потік вітру і таким чином сповільнюючи рух крила. Коли ж вітер стихає, заслінки закриваються, бо тиск пружини більший за силу вітру. Завдяки цьому створюються сприятливіші умови для дії вітру, і так підтримується стала швидкість обертання крила».

Вітряки, обладнані рухомими дахами і саморегулювальними крилами досягли свого розквіту під кінець 19-го століття. За тодішніми підрахунками млини по цілій Європі виробляли 1500 мегават енергії *. Але вітри технологічних змін принесли з собою електрику, парову турбіну і двигун внутрішнього згоряння. Вітряні млини вже не могли конкурувати з новими механізмами, ефективнішими й мобільнішими. Здавалося, вітер навіки вщух у крилах вітряків. Аж ось несподівано з’явився новий шанс.

 Сучасні спадкоємці прадавніх вітряків

Паливна криза 1970-х років змусила шукати альтернативні джерела енергії, не пов’язані з використанням паливних корисних копалин. Приблизно тоді ж зросла занепокоєність через те, що викиди від використання такого палива забруднюють атмосферу. Розпочалися пошуки екологічно чистої енергії. Несподівано багатьох інженерів привабила ідея використання вітряків. Тож стали з’являтись вітродвигуни.

Сучасні вітряні млини набагато витонченіші за своїх попередників. І це тому, що на відміну од традиційних вітряків механізм, котрий приводиться в дію сучасним вітродвигуном, не міститься, як звикли вважати, всередині самого вітряка. Такий вітродвигун з генератором перетворює енергію вітру на електроенергію, яка зазвичай надходить до місцевої енергосистеми. В Європі 1988 року такі вітряні млини виробляли 1500 мегават енергії — стільки ж, скільки їхні попередники сто років тому.

Сучасні вітрові електростанції, немов ряди велетенських, вкритих інеєм дерев, що здіймаються на верхів’ях величних пагорбів, стали змінювати звичні сільські краєвиди. Може, ці вітряні турбіни і не виглядають привабливо, але більшість людей вважає, що це — дрібниця в порівнянні з десятками тисяч мегават чистої енергії, котру вони виробляють по цілому світу. Сучасні вітряки вносять вагомий вклад у повсюдні зусилля людей послабити парниковий ефект. А це приносить користь усім.

Проте ні традиційний вітряк, ні сучасна вітряна турбіна не змогли б працювати без вітру — невичерпного запасу екологічно чистої енергії. Якими ж вдячними ми можемо бути за це Тому, Хто «творить вітер»! (Амоса 4:13, Хом.).

[Примітки]

[Ілюстрація на сторінці 23]

Восьмикрилий вітряк Ель Моліно Забала, Іспанія.

[Ілюстрація на сторінках 24, 25]

Сучасні вітродвигуни, Кадіс, Іспанія.

[Ілюстрації на сторінці 25]

1. Консуеґра, Іспанія.

2. Майорка, Іспанія.

3. Аруба, Малі Антильські острови.

[Відомості про джерела]

Godo-Foto

Godo-Foto