Весь мир на привязи

Янв162018

С того самого момента, как человек стал строить, он ощутил потребность в гибком и прочном материале, способном соединять разные поверхности. Конечно же, он нашёл его среди растений: волокно, сплетённое особым образом, было прочным материалом. Чем сложнее становились задачи, тем выше были требования к верёвкам, канатам и тросам.

Весь мир на привязи

3, январь 2018 года
Рубрика: Люди и вещи
Автор: Прохор Ежов

Секрет прочности древнеегипетских канатов не раскрыт до сих пор

Русское слово «верёвка» происходит от древнеславянского «вьрвь», связанного с глаголом «вырывать» или «рвать». У наших предков была масса применений верёвке. Чтобы она не рвалась, её утолщали, свивая с другими. Делали такие изделия из пеньки, но их совокупность назвали на итальянский лад — канатом. Именно в Италии пеньку (она же — конопля) прозвали сапара. Оттуда в 1642 году слово приехало в Россию.

Неизвестный материал

В мае 1942 года на раскопках древнеегипетской каменоломни в пещере Тура были найдены семь толстых верёвок. Рассмотрев их под микроскопом, учёные пришли к выводу, что канаты были изготовлены из папируса. 40 нитей, каждая состоявшая из семи волокон, были сплетены в прядь. Из трёх прядей, свитых поочередно, и состоял древнеегипетский канат.
Его диаметр составлял шесть с половиной сантиметров. В октябре 1944 года в другой каменоломне Тура археологи нашли ещё один канат. Он был чуть более трёх сантиметров в диаметре и состоял из двух прядей по восемь нитей из трёх волокон.
На стенах одной из гробниц археологи нашли сцены изготовления верёвок из папируса. Одно из захоронений относится к V династии, а другое — к XVIII династии. А что же было раньше? Из артефактов Древнего царства Египта (III-VI династии) до нас дошла двухпрядная верёвка из верблюжьего волоса. Из периода VI династии — верёвка из волокна однодольного растения, похожего на траву хальфа. Позднее в Древнем Египте для изготовления канатов использовалось волокно финиковой пальмы. В одном из свитков учёные нашли упоминание о 200 связках пальмового волокна для изготовления прочной верёвки. Другим сырьём для египетских канатов были волокна пальмы гифена.
Тем не менее учёные серьёзно сомневаются, что канаты и верёвки из этих растительных материалов могли помочь перемещать многотонные каменные блоки для строительства знаменитых пирамид. Канаты из пальмовых волокон и папируса в несколько раз уступают в прочности канатам из пеньки. А конопля не росла в долине Нила и даже не была известна египтянам. Она растёт куда севернее. Да и первое описание конопли составлено древнегреческим врачом Диоскоридом только в 60 году. Так что из чего делали свои тросы древние строители пирамид — так и осталось загадкой.

Монастырская монополия

Древний Рим много взял от цивилизаций Древнего Египта и Древней Греции. В частности, строение судов. Но в римском флоте, в отличие от египетского, применялись уже пеньковые канаты, которые, как и лес, привозились из Македонии. Значение канатов как в древнем, так и в современном флоте трудно переоценить. С помощью них выставлялись и крепились паруса, подтягивали судно к причалу, крепили якорь.
Пеньку заготавливали путём долгого (до трёх лет) вымачивания конопляной массы в проточной воде. После такой обработки она становилась прочной и стойкой к солёной воде. Затем свивали пряди, а уже из них плели верёвку. После смоления пеньковые канаты приобретали повышенную износоустойчивость, увеличенную нагрузку на разрыв, устойчивость к солнцу и солёной воде. Несмоленые тросы плохо сохли после шторма и быстро загнивали, так как волокна хорошо поглощали влагу. Правда, смола уменьшала прочность каната на 20%. Но преимущества перевешивали недостатки.
Технологии канатоплетения Древнего Рима унаследовали средневековые государства. Удивительно, но именно через пеньковые канаты папа римский пытался удержать английского короля Генриха VIII в лоне Римско-католической церкви. Ведь до отделения английской церкви коноплю в Англии выращивали монастыри. Чтобы надавить на строптивого монарха, из Рима в монастыри пришла булла о запрете продажи пеньки английским канатным мастерам. Но Генрих тоже был не лыком шит.
В 1533 году он издал указ, повелевавший фермерам высаживать четверть акра конопли на каждые шесть акров посевной площади. Так монастыри лишились своей монополии. «Конопляный указ» Генриха VIII был дважды переиздан Елизаветой I в 1563 и 1593 годах. А в XVII веке необходимость в таких указах отпала в связи с поступлением пеньки из России.
Действительно, в позднем Средневековье лен и пенька стали одной из главных статей экспорта Московского государства. Несмотря на то что пенька собиралась и обрабатывалась вручную, её количество измерялось десятками тонн. При этом на долю фабричного производства приходилось только 15%, остальное делали частники. Из-за этого часто возникал кризис перепроизводства, держать пеньковую мануфактуру было рискованно. Соответственно, при таком положении и качество канатной продукции оставляло желать лучшего.

От банана до кевлара

Пётр I проблему некачественных канатов решил покупкой их за границей. Но приказал навести порядок в этом вопросе. В январе 1716 года Коммерц-коллегия издала указ: «Царское Величество канатов в Москве делать не указало. Всех канатных мастеров и прядильщиков прислать в город Санкт-Петербург, чтобы они могли бы здесь стать будущей компанией марта первых числах».
В 1773 году купец Родион Хлебников основал канатный завод в подмосковной Коломне. А в Петербурге к тому времени только на Петровском острове существовало уже 12 ремесленных контор, снабжающих канатами Адмиралтейские верфи. 27 июля 1800 года немецкий купец Гот приобрёл на Петровском острове участок земли под будущую фабрику «Канат». Частным мастерским рекомендовали стать подразделениями этой фабрики, на что большинство мастеров согласились. Остальные просто обанкротились.
Примерно в то же время в Европе стали набирать популярность канаты из манильской пеньки. Сырьём для них являлись волокна черенковой части листьев бананов. Другие их названия — абака, банановое волокно, кокосовое мочало, манилла, муза. По сравнению с пенькой у абаки был ряд преимуществ: она не тонула и почти не впитывала воду, превосходила по прочности. Но пенька была дешевле и долговечнее.
Помимо пеньки и абаки, в XIX-XX веках канаты делали из льна, хлопка, джута, новозеландского льна. Однако все они были менее прочными. Хотя имели преимущества в мягкости, растяжении и других специфичных характеристиках.
В первой половине XX века чемпионом по прочности стали стальные тросы. Их делали из стальной оцинкованной проволоки, свитой по спирали. В середине располагался пеньковый сердечник, пропитанный смазкой. Заполняя пустоту в центре, сердечник препятствовал смещению прядей, а его смазка проникала в межпроволочное пространство, не допуская коррозии. Позднее сердечник из пеньки сменили на манильскии или джутовый.
Нейлоновый трос оказался в три раза прочнее конкурента из манильской пеньки и в 10 раз — из кокоса. Нейлон не впитывает воду, не гниёт и легко моется. Температура плавления — свыше 200°.
Современная химическая промышленность выпускает множество вариаций синтетических волокон. Но в целом их можно разделить на четыре основные группы: полиамидные, полиэстеровые, полиэтиленовые и кевларовые. Чемпионом по прочности, безусловно, является кевларовый. Такие тросы обладают малым весом, низким коэффициентом растяжения, гибкостью, плавучестью и безопасностью для рук (сложно получить механический ожог). Но все эти преимущества часто перечёркивает один недостаток: цена. Так что востребованность верёвок из пеньки тоже пока никто не отменял.



ПОДЕЛИСЬ!