История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия
- Автор: Кирби Ричард Шелтон, Дарлинг Артур Бёрр
- Год: 2021
- Язык: русский
- Год: Центрполиграф
- ISBN: 978-5-9524-5602-0
- Переводчик: Леонид Анатольевич Игоревский
- Жанр: Зарубежная образовательная литература
Электронная книга - «История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия». Краткое содержание книги:
Книга богато иллюстрирована и написана простым доступным языком, не отягощенным большим количеством технических терминов и деталей.
Третьим новым источником энергии стала лошадь. В древности лошадь была самой неэффективной тягловой силой, поскольку ярмо, тогда использовавшееся, при увеличении усилия душило животное. Более того, без прибитых гвоздями подков лошадь нередко ломала копыта и становилась бесполезной. К X веку люди изобрели хомут, который опирался на плечи лошади и не душил ее. Также появилась подкова и двойная упряжь, позволявшая тащить груз нескольким лошадям. Лошадь быстрее и эффективнее быка, поэтому постепенно стала бесценным источником энергии в сельском хозяйстве и для приведения в действие машин.
Водяные колеса, ветряные мельницы, паруса и лошади были первыми «первичными двигателями», заменившими человека в качестве источника энергии. После изобретения в конце XV века башенной ветряной мельницы больше не было важных открытий в этой области до появления паровой машины.
Строители и постройки
Начиная с эпохи Средневековья и до появления мостов, предназначенных для тяжелых нагрузок, в начале XIX века, главные инновации в строительстве появлялись в процессе сооружения монументальных церквей. Интересные открытия в Средние века, разумеется, совершались и в гражданском строительстве, но удивительная эволюция строительной инженерии церквей представляется наиболее важной. В этот период сформировалось два архитектурных стиля – романский и готический. Оба они ставили задачи, решения которых оказывались шагом вперед.
Особые требования христианского поклонения обусловливали конструктивные особенности церквей – дополнительный объем у алтарей для апсид и ризниц. Первым важным примером христианской архитектуры стал собор Святого Петра в Риме, освященный в 326 году. Являясь, по сути своей, базиликой старого греко-римского стиля, окруженный колоннами неф храма Святого Петра был вдвое шире, чем в готических соборах спустя тысячелетие, однако почти той же длины и высоты. Обычно он имел деревянную стропильную крышу. В плане он был выполнен в форме буквы Т, имел открытый поперечный неф, который тянулся по обе стороны алтаря, а позади него – полукруглую апсиду. Появление сводчатого крестообразного в плане помещения в трансепте привело к стилю Святой Софии. На Западе, однако, добавление высокого шпиля к традиционной христианской базилике создало первую типично средневековую церковь. Башня не была римским или восточным вкладом, она пришла с севера Европы.
Большим недостатком базилик с деревянной крышей и башней была уязвимость перед огнем. Очевидно, именно из-за постоянных разрушительных пожаров – или случайных, или намеренных – инженеры в VIII веке начали строить церкви с огнеупорными каменными сводами и перестраивать старые. Поскольку эта «первая романская архитектура» появилась в регионах, где еще уцелели римские сводчатые постройки, представляется вероятным, что римское строительство повлияло на развитие нового стиля. В ранних романских церквях только относительно узкие пролеты были сводчатыми, потому что тонкие колонны нефа не могли поддерживать тяжелые каменные своды. Со временем, когда колонны стали прочнее, весь неф стал сводчатым. Сначала своды нефа и проходов были бочарными, но вскоре инженеры придумали крестовые своды, которые являются пересечением двух бочарных сводов под прямыми углами. В XI веке крестообразный план церквей стал вытеснять Т-образный, использовавшийся с IV века. Куполы и своды появились вскоре после принятия крестообразного плана. Широкие своды в некоторых купольных церквях стали настоящим триумфом средневековой инженерии.
Эволюция, описанная в предыдущих параграфах, является по большей части заслугой римских строителей. Только в XI веке, когда средневековые инженеры изобрели ребристый свод, им удалось обойти римских строителей. Арочные ребра строились независимо от свода и обеспечивали опору для каменного свода. Ребристый свод с большим пролетом имел тенденцию провисать, и, чтобы предотвратить это провисание, средневековые инженеры придумали ребра, которые приобрели особенно большое значение в последующих готических постройках. Одна из величайших романских построек – третье аббатство Клюни, освященное в 1130 году. Это было огромное сооружение длиной почти 300 футов. Его ребристые своды возвышались над землей на высоте 100 футов. Хотя остальная часть сооружения была романской, аркады проходов были типично готическими с заостренными арочными ребрами, тонкой каменной паутиной и декоративными стенами. Между тем большой купол нефа опирался на стены, которые не были предназначены для боковых нагрузок. Таким образом, из-за недостатка понимания принципов статики инженерам приходилось строить прочные боковые подпорки, когда часть свода в 1125 году рухнула. Очевидно, они считали, что свод будет давить строго вертикально на внутреннюю часть стены.