Вопрос о том, как древние египтяне поднимали огромные каменные блоки при строительстве пирамид, долгое время волнует представителей гуманитарных наук — историков, филологов и журналистов, — часто видящих в этом неразрешимую тайну. Однако для инженера, особенно специализирующегося на грузоподъёмных механизмах, эта задача не выглядит сверхсложной. Скорее, её можно сравнить с типовым курсовым или дипломным проектом, который требует лишь грамотного технического подхода и нескольких вариантов расчётов.
Даже инженер не с профильной кафедры способен предложить логичный алгоритм организации таких работ, используя лишь технологии, доступные в бронзовом веке. Ключевая проблема формулируется просто:
Как поднять груз на вершину строящейся пирамиды?
Классическая версия из учебников — использование длинного пологого пандуса, по которому грузы тянут животные или люди. Однако этот метод крайне неэффективен. Значительная часть энергии тратится впустую на подъём самого тяглового скота и телег, что резко снижает общий КПД системы.
Отказавшись от нерациональных пандусов, можно обратиться к решениям, известным из современной горной и строительной практики. Они предлагают два принципиальных пути:
1. Наклонный подъёмник по грани пирамиды. По рельсам или направляющим движется грузовая тележка, которую с помощью системы канатов и блоков тянет лебёдка с мускульным приводом (от животных или людей).
2. Вертикальный лифт в центральной шахте. Грузовая клеть перемещается по вертикальной шахте внутри пирамиды, также приводимая в действие лебёдкой.
Оба варианта становятся в разы эффективнее при использовании принципа противовеса. Вторая тележка или клеть, движущаяся в противоположном направлении, уравновешивает вес первой. Таким образом, усилия тратятся только на подъём полезного груза, а не всей конструкции. Этот же принцип используется в современных лифтах.
Технически реализовать такую систему в Древнем Египте было вполне возможно. Знание колеса подразумевает и понимание простейших механизмов. Деревянные блоки (шкивы) со смазанной осью широко применялись в парусном деле и промышленности вплоть до XIX века. Изготовить их можно было с помощью примитивных токарных станков, аналогичных гончарному кругу.
Оценка производительности и сроков строительства
Проведём ориентировочный расчёт. Примем, что одна лошадь с тяговым усилием 50 кг и скоростью 1 м/с за 4-часовую рабочую смену может выполнить работу, эквивалентную подъёму 720 000 кг на высоту 1 метр (или 720 тонно-метров).
Масса Великой пирамиды Хеопса (объём около 2,64 млн м³, плотность песчаника 2500 кг/м³) оценивается в 6,61 млрд кг. Её центр тяжести находится на высоте примерно 1/3 от общей высоты (146 м). Следовательно, общая работа по подъёму всех камней составит колоссальные 3,215 * 10^11 килограмм-метров.
Разделив этот объём работ на производительность одной лошади, получим, что потребуется около 446 460 лошаде-смен. Если организовать работу четырёх наклонных подъёмников (по 4 лошади в упряжке на каждом) и вести работы в 6 смен круглосуточно, то одновременно будет трудиться 96 животных. В этом случае чистое расчётное время подъёма камней составит около 4650 дней или почти 13 лет.
За один день такая система могла бы поднимать порядка 1420 тонн камня на среднюю высоту стройки.
Практические выводы и оптимальные решения
Реальные сроки строительства, с учётом времени на перестановку оборудования, погрузку-разгрузку и другие организационные простои, могли растянуться до 20–30 лет. Их можно было существенно сократить, увеличив количество параллельно работающих подъёмников на ранних этапах, когда основание пирамиды позволяло это сделать.
Наиболее гибким и адаптируемым представляется вариант с наклонными подъёмниками по граням (вариант «а»). Однако вертикальный лифт в шахте (вариант «б») имеет свои преимущества: меньшее трение и простота перестановки верхних блоков при переходе на новый ярус. Ничто не мешало использовать оба метода одновременно, а для самых нижних рядов кладки могли быть эффективны и простейшие коромысловые подъёмники, подобные колодезным «журавлям».
Таким образом, задача строительства пирамиды при грамотном инженерном подходе перестаёт быть «вечной загадкой» и превращается в сложную, но решаемую технико-организационную проблему, требующую оптимизации ресурсов и логистики.
Больше интересных статей здесь: Стройка.
Источник статьи: Если бы египетскую пирамиду строили советские инженеры.
