Ветряная мельница (ветряк) — аэродинамический механизм, выполняющий механическую работу за счёт энергии ветра, улавливаемой крыльями. 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 водоподъёмной станции.
«Классическая» ветряная мельница с горизонтальным ротором и удлинёнными четырёхугольными крыльями — широко распространённый 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
Горизонтальные и вертикальные мельницы Первые 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 осиWailes, R. Horizontal Windmills. London, Transactions of the Newcomen Society vol. XL 1967-68 pp 125—145. Согласно Ахмаду Й. аль-Хасану, эти мельницы-панемоны были изобретены в восточной Персии, или Хорасане, как записано персидским географом аль-Истахри в IX векеAhmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. .Klaus Ferdinand, "The Horizontal Windmills of Western Afghanistan, " Folk 5, 1963, pp. 71-90..
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 ИндиюDonald Routledge Hill, «Mechanical Engineering in the Medieval Near East», Scientific American, May 1991, p. 64-69. (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering ). 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 годуNeedham, Volume 4, Part 2, 560..
Немногочисленные горизонтальные ветряные мельницы были построены в Европе в XVIII-XIX веках, 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 инженеровHills, R L. Power from Wind: A History of Windmill Technology. Cambridge University Press. — 1993..
Из-за отсутствия доказательств историки спорят, инициировали ли горизонтальные ветряные мельницы Ближнего Востока развитие европейских ветряных мельницLynn White Jr. Medieval technology and social change (Oxford, 1962) p. 86 & p. 161—162. 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.
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. Имеются более ранние европейские источники, упоминающие ветряные мельницы, но датирование их затрудненоLynn White Jr., Medieval technology and social change (Oxford, 1962) p. 87.. Эти первые мельницы использовались для измельчения зерновых и дробления руды.
Древние времена Существует 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 ).
Античность Описание 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 парусамиАхмад аль-Хасан, Дональд Хилл, Технологии исламского мира. Иллюстрированная история, 1986, Cambridge University Press, P. 54F, ISBN 0-521-42239-6.
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 машиныDietrich 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. Другой ранний пример ветряного колеса — молитвенный барабан, который использовался в Тибете и Китае с четвёртого века.
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 жёстко 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 Средневековая 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. Дитрих Лорман, Ветряная мельница от восточного типа к западному архивы истории культуры, Том 77, № 1 (1995), p. 1-30 (18ff.) 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 В 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.
В России Наряду с водяными, ветряные мельницы гл. обр. мукомольные, были приметными объектами сельского пейзажа XIX - перв. пол. XX веков, занимали важное место в хозяйственной деятельности крестьянского сообщества в регионах России.
Образ в литературе 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»«Ветряная мельница» Ханса Кристиана Андерсена на сайте ''az.lib.ru.
Образ в живописи
См. также Ветроэнергетика Водяная мельница Международный музей ветряных и водяных мельниц Зансе-Сханс — экспозиция ветряных мельниц в Нидерландах
Примечания
Литература (в пер.)
Ссылки
(файл меток KMZ для Google Earth)
Категория:Аэродинамика