О трилитоне из Баальбека. Транспортировка и постройка мегалитов (Часть II)⁠⁠

Первая часть

Чтобы доставить материалы от каменоломни до места строительства, было необходимо подготовить дорогу, на которой продольно располагались деревянные брусья с целью создания прочной поверхности для движения катков. Учитывая различия в уровнях в месте добывания и святилищем, транспортировка блоков первых слоев облегчалась тем, что её вели по наклонной поверхности³¹. С добавлением каждого слоя строения дорогу поднимали до нужного уровня. Таким образом, перенос и укладка обеспечивались одной операцией и вертикальное перемещение было полностью исключено³².

Чтобы решить проблему Баальбека более полно, мы обратимся к рассмотрению установки наиболее тяжелых блоков, то есть камней в 800 000 кг, которые входят в состав трилитона; вопросы относительно элементов меньшей массы можно будет далее решить с помощью логических выводов.

Итак, один из камней был полностью отколот от скалы и помещен на бревна. Дорога из брусьев, по которой передвигался состав, была плоской и твердой поверхностью, позволяющей снизить изначальную нагрузку до 1/12 ее значения, то есть до 66 600 кг³³. Из того, что один вол работу по перемещению 80 кг в секунду (на 1 метр!)³⁴ способен выполнять в течение одного часа, вытекает, что необходимо 825 (не 833 ли?) таких животных для обеспечения передвижения одного из камней трилитона по горизонтальной поверхности.

Кроме того, обычно считается, что один вол способен тянуть помещенный на телегу груз в 1 000 кг. Для транспортировки блока в 800 000 кг на катках необходимо 800 волов, при полученных аналитическим методом данных.

Величина такого стада являлась бы основной преградой его использованию: не только потому, что было бы невозможно объединить такое количество животных, но и потому что их количество делало невыполнимым создание упряжи и управление ею.

С другой стороны, известно, что тягловые животные ограниченно использовались для перемещения больших грузов.³⁵

Рис. 15. Перемещение груза по глинистой дороге, выложенной деревянными брусьями

Рис. 16. Транспорт на салазках и роликах. Лебун из Нант, Лиси.

На самом деле, в Античности не использовали вереницу из парной упряжи животных. Интересовались ли тогда идеей запрячь тягловых животных в повозку? Конечно, ярмо было известно как приспособление для создания парной упряжи волов. В случае обычного груза, дышло закреплялось напрямую между двумя животными, однако если речь шла о перевозке тяжелого груза, каждая пара быков была привязана к грузу тягловым тросом или дышлом, и в таком случае получалась расстановка, крайне негативно влияющая на эффективность работы³⁶.

Подтверждение применения такого типа упряжи мы находим у Ксенофона, в его описании способов, используемых Сирусом для обеспечения перемещения тяжелых колонн, высотой 18 футов³⁷. Каждая колонна была оборудована колесами, с 8 дышлами, в которые были запряжены 8 пар быков, тянувшие спереди. При таких условиях, уточняет Ксенофон, каждая пара быков тянула груз массой 15 талантов (1 талант= +/-26 кг ), что в сумме дает 390 кг и является низким показателем. Машину массой в сумме 120 талантов (3120 кг) можно было бы буксировать с помощью лишь 3 быков при упряжке вереницей³⁸.

Рис. 17. Перемещение на салазках и роликах по дороге, выложенной из деревянных брусьев

Успех транспортировки монолита из Каррары, который тянула упряжка из быков, в действительности зависел от двух дополнительных особенностей: прежде всего, постоянная покатость склона, а также то, что пары быков тянули в ряду только по три троса. Вот почему, несмотря на кажущуюся простоту этого источника энергии, хотелось бы обратиться к примеру использования человеческой силы, в котором недостаточная сила мышц компенсируется преимуществами технических приспособлений для усиления.

В случае тяги с помощью лебедок длительность перемещения немного увеличивается, так как сокращается расстояние, пройденное грузом, в пользу силы, а также, поскольку необходимо обеспечить установку и крепление машин. Преимущество такого процесса основано на значительном сокращении рабочих и большой точности выполнения работ, позволяющей проводить установку одних блоков на другие и сбоку от них. Обратимся к применению лебедки с параметрами, аналогичными использовавшимся графом Карбюри для его машин, и соответствовавшими принятым в то время нормам, однако с сокращенным до шести количеством вымбовок. На каждую лебедку потребовалось бы по 4 рабочих на одну вымбовку, суммарно количество их составило бы 24 человека.

Несомненно, что такой механизм оказался бы менее мощным, чем с применением силы 32 человек, работающих на 8 вымбовках, зато при увеличении количества лебёдок увеличилось бы и количество канатов, а это снизило бы риск их разрыва при длительной нагруженности, что было значительной проблемой в Античности, поскольку тросы не имели столь высокого коэффициента безопасного предела прочности, как в XVIII веке³⁹.

Сила, которую прилагали 24 мужчины к лебедке с 6 вымбовками, в расчете по 20 кг на человека, составляла 480 кг. Если принять точку приложения равнодействующей сил в 1,70 м от центра вращения, а радиус вала в 10 см⁴⁰, эта равнодействующая составит (для горизонтального ворота) 8160 кг.

Четыре троса из пеньки, обеспечивающие натяжение в четыре тонны силы каждый, навиты вокруг валов и действуют на груз посредством двухшкивных талей, доводящих усилие механизма до 16 320 кГ; однако оно снижено до 13 056 кГ с учетом коэффициента трения. Шесть таких механизмов, на которых работали 144 человека, обеспечивавших тяговое усилие в 78 336 кГ должны были с избыточным запасом гарантировать перемещение любого из блоков трилитона. Подчеркнём, что условия их транспортировки исключали перемещение по вертикали: каждый из камней доставлялся к месту укладки исключительно горизонтальным перемещением.

Рис. 18. Трилитон в Баальбеке. Окончательная фаза транспортировки.

Очевидно, что потребовалась подгонка положений этих гигантских элементов, поскольку точность их укладки на места поразительна. Этот финальный этап требовал больших усилий, а следовательно – больше механизмов, потому что грузы уже должны были быть освобождены от катков перед окончательной их подводкой к месту установки, иначе нужно было бы приподнять блок для того, чтобы извлечь деревянные катки, а подъём вызвал бы большие трудности, которых старались избежать. Чтобы уменьшить трение между камнями, единственным решением было с помощью влажной глины сделать скользкой подстилающую поверхность.

Преобразованная воротом, эта сила составляет (при той же длине рычага и той же точке приложения равнодействующей сил, что раньше) 10 880 кГ.

Двухшкивные тали удвоят усилие, доведя его до 21 760 кГ. Из-за потерь на трение это усилие уменьшится до 17 408 кГ. Для получения усилия не менее 533 000кГ требуется не менее 31 лебёдки. Можно взять по 16 лебёдок на каждую сторону и на вымбовках использовать 1024 человека (по 512 на каждую сторону).

Баальбек. Неоконченный мегалит в каменоломне Шейха Абдалла

В итоге, необходимо (с каждой стороны) 16 таких машин и 512 человек, развивающих (суммарное с двух сторон) усилие в 556 896 кГ, чтобы установить каждый из трех огромных блоков⁴¹. Точность распределения усилий и корректировка траектории обеспечивались симметричным расположением лебедок, на которых можно было работать то с одной, то с другой стороны.

Установка, представленная на рисунке, должна была распределить приложение сил по нескольким точкам в передней и задней частях груза, однако при приближении груза к предыдущему блоку, чтобы обеспечить прочное сочленение плит необходимо было убрать все присоединения передней части и перенести все тросы к задней.

На той же иллюстрации показано используемый для одной из лебедок способ её прочного закрепления. Необходимо было обеспечить, чтобы тяговый механизм имел более высокую инерционность, чем сила натяжения, в противном случае он стал бы двигаться.

Устройство, изображенное на рисунке, состоит из якоря, погруженного в засыпку, за который он и зацеплен. Этот способ применим именно в случае, когда поверхность искусственна. Достаточно на будущих местах расположения лебёдок укоренить якоря перед полной засыпкой грунта так, чтобы якорные тросы выступали потом из грунта наружу. В местах, где поверхность была естественной и плотной, и рытьё ям для якорей оказывалось трудоемким, применялись укреплённые подкосами сваи. Наконец, в случае каменистого грунта, необходимо было искусственно, путем каменной засыпки, создать инертную массу большую, чем у груза, которой предстояло двигать⁴².

Для того, чтобы камни плотно пригонялись друг к другу в месте их укладки и чтобы обеспечить их точную установку по прямой линии, проводилось обтесывание их торцевых сторон, что позволяло избавиться от возможных небольших расхождений, которые могли остаться после буксировки.

В итоге этого короткого исследования мы пришли к обоснованному, можно сказать, объяснимому человеческими факторами, решению спорного вопроса об установке мегалитов Баальбека.

Предложенные аргументы, если и обращаются к современным математическим формулам, прибегают к ним лишь для объяснения производительности и эффективности машин и процессов, которые были известны и применялись на практике строителями в Античности.

Возникает археологическая задача, которая состоит в определении того, кто изобрел эти техники и в какой исторический промежуток это произошло. Зная то, что египтянaм не были известны шкивы⁴³, вполне логично объяснить изобретение этого важного механизма для всех машин, использующих тросы и тали, а далее всех использующих подобный механизм устройств для подъема и выбирания каната, народом мореплавателей, таким как минойцы или финикийцы⁴⁴. Следует надеяться, что однажды подводная археология найдет удовлетворительный и детальный ответ на этот вопрос, важность которого нельзя недооценивать.

Жан-Пьер Адам

Перевод: Яна Шалимова, Александр Green

Источник: АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ

Примечания:

¹ Данное исследование стало возможным благодаря помощи мадемуазель Мари-Женевьев Фруадво, ответственной за топографические и фотографические измерения на местности, а также автора некоторых вставок. Я также хотел бы поблагодарить месье Пьера Купель, управляющего несколькими ресторанами в Бальбеке, предоставившего мне множество техническиой информации как о храме Юпитера, так и о «храме Вакха».

² Впечатляющих размеров (110,12 х 50,07 метров), этот храм, чей архитектор неизвестен, был построен в 520–470 гг. до н.э. В храме используется два типа колонн. Первый – архаическая эпоха, базовые барабаны диаметра 2,95 метра и высотой в 3,44 метра, вес в 56 тонн. Второй тип – колонны V века до н.э., более массивные, с барабанами до 3,50 метра, высотой в 2,85 метра и весом в 64 тонны.

³ Следует также упомянуть Иреон на Самосе, разрушенный в 538 году до н.э. и немедленно отстроенный Поликратом (см. O. Reuther « Der Heratempel von Samos », 1957), а также Храм Зевса Олимпийского из Афин (постройка заброшена в 510 году).

⁴ Гигантский храм в Акрагасе (Agrigente), возведённый после победы при Гимере над карфагенянами в 480 г. до н.э., имел к тому же чрезвычайно триумфальный вид.

⁵ Мраморные архитравы внутренних проходов имеют длину в 6,30 м, весят 9000 кг и опираются на 10-метровые ионические колонны.

⁶ Мы отсылаем читателя к многочисленным трудам по античной архитектуре:

- Y. Garlan «Recherches de poliorcétique grecque », Paris 1974. — R. Martin, «Manuel d'Architecture grecque», Paris 1965.

- A. Orlandos, «Les matériaux de construction des anciens grecs». 2 T., Paris 1968.

⁷ Витрувий, предисловие к VII книге.

⁸ К сожалению, оригинальные рисунки Витрувия не были скопированы средневековыми писцами, и нам приходится воспользоваться более поздними интерпретациями Перро.

⁹ Витрувий, «10 книг об архитектуре», Книга X

¹⁰ R. Koldewey et O. Puchstein, « Die griechischen tempel in Unteritalien und Sizilien », 1899, t. I, p. 120.

¹¹ Мы учитываем тот факт, что античные рабочие были более эффективными (если опустить подробности бесчеловечных к ним отношений), т.к. были более многочисленными – их могли заставлять тяжелее работать, чаще сменяя одних рабочих другими. На стройках XX века нормы усилий в 15 и 25 кг сменились нормами 8 и 15 кг. Формулы и рассчёты статьи учитывают данные цифры.

¹² Voir R. Amy «L'Arc d'Orange» XVe sup. à Gallia, Paris 1962, pp. 70-71. — Bliimner, «Technologie», III, p. 118. — F. Kretzschmer, « La technique romaine », p. 24 à 26. — A. Orlandos, «Les matériaux de construction et la technique architecturale des anciens Grecs», t. II, p. 43.

¹³ Kretzschmer неверно истолковал это изображение, усомнившись в его реалистичности

¹⁴ Виоле-ле-Дюк предположил в своём «словаре архитектуры» наличие аналогичного механизма в Средние века, т.5, стр. 213.

¹⁵ Ж. Ронделе, теоретик и архитектор, 1743–1829, описывает перипетии этой перевозки в книге «Искусство строить», т. 1, стр. 97–100.

¹⁶ Малая площадь поверхности соприкосновения сферы с плоскостью (по сревнению с плоскостью соприкосновения цилиндра с плоскостью) позволяет существенно уменьшить силу трения, увеличивая при этом риск раздавливания сферы, откуда и возникает необходимость использования указанного сплава.

¹⁷ Этот же механизм был использован в 1931 году архитекторами Анус и П. Купель в процессе восстановления лестницы храма Юпитера в Баальбеке.

¹⁸ Но значительно отличались от Древнего Египта.

¹⁹ Смотрите макет, представленный в музее военно-морских сил в Париже и гравюры, опубликованные изданием «Иллюстрасьон» - «Коллекция Великих произведений», «История военно-морских Сил», Париж 1942, с.276-277

²⁰ Ж.Ф.Шампольон умер 4 марта 1832 года в возрасте лишь 42 лет и не мог присутствовать при этом апофеозе Египтологии в Париже.

²¹ Леба для этой процедуры мог опираться на опыт архитектора Доминика Фонтана, который проводил подобные работы в Риме для папы Сикста V. Он установил обелиск на площади Святого Петра, как это изображено на ватиканской фреске, рис.8, на Народной площади (Пьяцца-дель-Попполо) и Сен-Жан-Латран, где монумент был самым высоким и достигал 32 метров в высоту, рис.9.

²² По другим данным – 300 тонн. Прим. А. Соколова

²³ Которую неправильно называли «Колонной Помпеи». Она было установлена в 297 году в память о победе Диоклетиана над восставшими александрийцами. Ее высота составляла 26,85 м вместе с фундаментом и капителью (К.Михаловски, «Искусство Древнего Египта», Париж 1971, с.503).

²⁴ Среди следов земляных валов и портовых установок финикийцев с XI по VIII вв. до н.э. многочисленны примеры мегалитизма (Сидон, Руад, Тир). В сентябре 1971 года в стене Храма Иерусалима, построенном финикийскими мастерами, был обнаружен камень длиной 13,5 м и высотой 3,5 м. Его толщина, скрытая стеной, не известна, однако предполагается, что она равна высоте, таким образом, примерная масса блока составляет около 413 тонн.

²⁵ См. Ж.Контено «Справочник по восточной археологии» т.III, «Финикия-Архитектура» Париж, 1931. – М.Дюнан «Финикия» - в приложении VII -40 к словарю Библии, Париж, 1965. – С.Москати, «Финикийцы», Лондон, 1965 г. – А.Паррот, «Храм Иерусалима», Париж, 1954. – Ж.Перро и Ш.Чипье, «История искусства в Античности», том III, глава II.

²⁶ Е.Уилл «О трилитоне в Баальбеке и других колоссальных каменных укладках», представленная К.Михаловски, Варшава, 1965; см.также: Д.М.Кренше и У.Шитшманн «Римский храм в Сирии», Берлин-Лейпциг 1938 г. А.В.Геркан Королла Людвиг Куртиус, 1937 и Т.Вайганд «Баальбек» Берлин-Лейпциг 1921-1923, 2 том.

²⁷ Согласно Е.Уилл, термин «трилитон» появился в работах Михаила Сирийца IX, 16 (Шабо, II, c.179).

²⁸ Надпись, выполненная на капители, указывает на 60 год н.э., что относит ее к программе времен Клода и Нерона.

²⁹ Ролики добавлялись поочередно согласно размерам устанавливаемой плиты, рис.14

³⁰ Для проведения работ в Риме Фонтана запряг лошадей в лебедки, однако сложно было обеспечить координацию движений, поэтому этот способ был менее эффективным, чем применение человеческой силы.

³¹ Необходимо избегать присвоение наклону чрезмерно важной роли в связи с огромной силой инерции перемещаемых масс. Таким образом, необходимо было учитывать и вероятность проведения обратных действий – непрерывное сдерживание блоков до их прибытия в пункт назначения. Такой способ использовался вблизи карьера Пентели для спуска камней (сс. Орландо, цит.,L, II, c.23-24).

³² При рассмотрении подъема мегалитов, мы обращаемся к работе А.Шуаси «История Архитектуры», L.1, гл. I и II, где автор приводит полные и аргументированные объяснения этих манипуляций.

³³ Для этого исследования мы опирались на экспериментальные работы Артура Морена, последователя открытий Кулона, автора закона о трении, и в особенности экспериментов по транпортировке тяжелых грузов, проведенных Ж.Ронделе. Подсчеты проводились путем помещения динамометра между грузом с известной массой и источником тяги. Таким образом Бонделе и Морен определили коэффициенты трения различных веществ при динамическом и статическом контакте в случае простого трения и при качении. Нам удалось повторить ряд экспериментов по перемещению плит Бонделе в карьере в Малой Азии (рис.15,16 и 17).

³⁴ Что примерно равно лошадиной силе. В 1769 году эту единицу измерения ввел Уатт при конструировании паровой машины, которая предназначалась для замещения выносливой лошади для обеспечения работы подъемной машины. Согласно его подсчетам эта единица составляла 76 кг в секунду. Тем не менее, производительность снижалась согласно продолжительности работы, так если работа продолжалась более 8 часов, лошадь тянула только 40 кг в секунду, а бык – 50 кг в секунду.

³⁵ В действительности, сила тяги животных использовалась зачастую, однако с большими сложностями, как об этом свидетеьствуют барельеф Тура близ Мемфиса или описание Ненофона в более отдаленных местах.

³⁶ Принципы постоянных сил в движении позволяют нам проверить, что работа одной силы 1F равна ее интенсивности F на пройденном расстоянии (d) на нагрузку и на косинус угла (a), выполняемой силой – направление тяглового троса по траектории. То, что выражается формулой: 1 F- F (d) – cos a. Можно понять, что с увеличением угла работа должна сократиться и косинус должен стремиться к нулю.

³⁷ Ксенофон: «Сиропедия», Книга VI.

³⁸ Мы не рассматриваем использование лошадей, потому что без хомута, который появился лишь в X веке нашей эры, это животное было задействовано только для верховой езды и легких колесниц.

³⁹ По причине строгости норм безопасности, использовались веревки из пеньки на 1/10 их разрывной нагрузки. Так, трос толщиной 3,5 см в диаметре, разрывающийся при 9500 кг, использовался для грузов от 900 до 1000 кг, хотя в Античности эта масса могла превышать это значение в два раза.

⁴⁰ Необходимо заметить, что с целью обеспечения связности волокон и растрескивания дерева, валы и лебедки были обвязаны металлическими обручами.

⁴¹ Заметим, что действительная сила 512 рабочих составляла 10 240 кг, которая благодаря сокращению числа машин, стала основной для груза.

⁴² В ходе операций по переносу блоков, указанных выше, автор мог экспериментировать с устройствами и проверять их эффективность.

⁴³ Изучив многочисленные изображения и макеты суден, например, барельефы морской экспедиции в Хатшепсут в Дейр-эль-Бахри и макет гробницы Тутанхамона, мы выяснили, что оснастка механизма скользила по укосам, образуя выступ с одной и другой стороны опоры, или по простым желобам.

⁴⁴ Финикийские корабли, представленные на изображениях в гробнице в Дра Абу эль-Нага, выполнены в египетском стиле и не имеют шкивов.