Для чего используется мельница
Энергетика средневековья: водяные и ветряные мельницы.
В XI, XII и XIII вв. Запад узнал свою первую революцию в механике. Что означает эта революция? Будем понимать под нею совокупность изменений, какие повлекло за собой умножение числа водяных и ветряных мельниц. Эти «первичные двигатели», несомненно, весьма скромны по мощности : от 2 до 5 лошадиных сил на водяное колесо, иногда 5 и самое большее 10 лошадиных сил для крыльев ветряной мельницы. Но в экономике, плохо обеспеченной энергией, они представляли значительный прирост мощности и сыграли определенную роль в первом экономическом подъеме Европы.
Первая водяная мельница была с горизонтальным колесом, своего рода простейшей турбиной; иногда ее называли греческой (ибо она появилась в античной Греции) или скандинавской (так как она долго сохранялась в Скандинавии). С тем же успехом можно было говорить о китайской, корсиканской, бразильской, японской, фарерской или среднеазиатской, потому что в них водяное колесо вращалось иной раз до XVIII, а то и до XX в. в горизонтальной плоскости, развивая при этом минимальную мощность, которая позволяет медленно вращать мельничный жернов. Ничего нет удивительного, что такие примитивные колеса встречались в Чехии еще в XV в. или около 1850 г.-в Румынии.
В пильных станах, в билах сукновален, в молотах и мехах металлургических печей проблема заключалась в том, чтобы преобразовать движение вращательное в прямолинейное, переменное по направлению; это делалось возможным благодаря применению кулачковых валов. Удивительно в наших глазах то, что дерево позволяло осуществлять самые сложные решения.
Мельница, однако, сделалась универсальным устройством, так что сила рек, использовалась она полностью или нет, была необходима повсеместно и настоятельно. «Промышленные» города приспосабливались к течению рек, приближались к ним, обуздывали текущую воду, принимая вид городов наполовину венецианских, во всяком случае на протяжении трех или четырех характерных улиц. Нюрнберг усилиями Пегница вращал свои многочисленные колеса внутри городских стен и по всем прилегающим деревням (из них 180 еще работали в 1900 г.). В Париже и вокруг Парижа подспорьем служили десятка два ветряных мельниц; но даже предположив, что они ни на один-единственный день в году не останавливались бы из-за безветрия, все они, вместе взятые, не дали бы и двадцатой доли той муки, которую потребляли парижские булочники. Вдоль Сены, Уазы, Марны и малых рек, вроде Ивет и Бьевр (на которой в 1667 г. обосновалась королевская гобеленовая мануфактура), работало 1200 водяных мельниц, большая часть которых предназначалась для помола зерна.
В конце XVIII в. в Галиции, ставшей австрийской, статистика дает на 2 млн. жителей цифру 5243 водяных мельницы (и лишь 12 ветряных). И достаточно присмотреться внимательно к бесчисленным небольшим колесам, видимым на стольких картинках, рисунках, планах городов, чтобы понять, сколь они были всеобщим явлением. Во всяком случае, если в других местностях соотношение между водяными мельницами и численностью населения было такое же, как в Польше, их должно было бы насчитываться накануне промышленного переворота 60 тыс. во Франции и примерно 500-600 тыс. в Европе. Ласло Маккаи в детальной статье о водяной мельнице, примерно подтверждает эти цифры: «. от 500 до 600 тыс. мельниц, что равно 1,5-3 млн. лошадиных сил ».
Ветряная мельница появилась намного позже водяного колеса. До недавнего времени ее считали «уроженкой» Китая; более вероятно, что она пришла с нагорий Ирана или из Тибета.)
В Иране, по-видимому, с VII в. н. э. и уж наверняка в IX в. мельницы вращались, приводимые в движение парусами, установленными вертикально на колесе, которое само двигалось в горизонтальной плоскости. Движение этого колеса, передаваемое на центральную ось, приводило во вращение жернов для размола зерна. И еще одно преимущество: связь между движением ветряка и вращением жернова не требовала никаких зубчатых передаточных устройств. По-видимому, от мусульман такие мельницы распространились в Китае и в Средиземноморье.
Ветряная мельница, более дорогая в эксплуатации, чем ее родственница, требовала больших расходов при равной работе, в частности на помол зерна. Но ее использовали и по-иному. Огромная роль этих мельниц в Нидерландах с XV в. (и еще более-после 1600 г.) заключалась в приведении в движение бесконечных цепей с черпаками, которые собирали грунтовые воды и сбрасывали их в каналы. Таким образом, они станут одним из орудий терпеливого отвоевывания нидерландских земель под защитой дамб, прикрывающих от моря и от тех озер, что образовались на слишком долго разрабатываемых в прошлом торфяниках. И еще одна причина того, чтобы Голландии стать родиной ветряной мельницы: страна лежит в центре обширного пространства с постоянными западными ветрами, дующими с Атлантики в направлении Балтийского моря.
В более общем смысле великим прогрессом было открытие, что один-единственный двигатель, одно-единственное колесо, будь то водяная или ветряная мельница, могло передавать свое движение нескольким орудиям: не одному жернову, но двум или трем; не одной только пиле, но пиле и молоту; не одной толчее, но целому ряду, как в той занятной модели (в Тироле), что «толкла» зерно, вместо того чтобы его молоть (в этом случае грубо измельченное зерно используют для изготовления отрубного хлеба, напоминающего более сухарь, чем хлеб).
Из книги Ф. Броделя «Материальная цивилизация, экономика и капитализм XV-XVIII вв.»
Для чего используется мельница
Уже много столетий назад восточные славяне для приведения этих механизмов в действие стали использовать силу ветра и силу воды — ручные жернова и ступы сменились ветряными и водяными мельницами и толчеями.
Первое в истории упоминание о ветряных мельницах относится к Западной Европе (XII в.); с XIV в. они уже очень многочисленны на территории современной Голландии, а с XV в. — Германии. В Московской Руси упоминания впервые встречаются в документах XVII в., а самое раннее описание ветряной мельницы с зарисовкой ее — в книге известного естествоиспытателя и путешественника XVIII в. В. Ф. Зуева.
Старинные ветряные мельницы, или «ветряки» (укр. вітряк, белор. ветрак), являлись необходимой принадлежностью многих селений еще в начале XX в.
Устройство мельниц
Столбовые мельницы
К первой группе — стержневых мельниц — относится большая часть старинных ветряков, так называемые столбовки. Центральным стержнем, или неподвижной осью, северной мельницы-столбовки служит толстый деревянный столб (на Севере сосновый или лиственничный, на юге — дубовый), прочно вкопанный в землю. Вокруг него сложено основание ветряка, так называемый городок, или баба,— пирамидка, срубленная в клетку из 10—12 рядов бревен и более, по 4—8 бревен в ряде, внизу длинных, вверху коротких. В бедных лесом местах вместо бревенчатого городка устанавливали козлы, почему столбовки известны также под названием «козловых мельниц». Вокруг столба вращается надетый на него амбарчик — четырехугольный сруб, в двух ярусах которого заключен собственно мелющий механизм. Устройство его следующее. Через верхнюю часть амбарчика пропущен горизонтальный деревянный вал, в комлевой его части, выпущенной наружу, продолблено два взаимно перпендикулярных отверстия; в них закреплены деревянные брусья — махи, служащие для прикрепления крыльев.
Крыльев четыре; разборная обшивка их сделана ставенками из драни (они называются также иглицы); уменьшая или увеличивая число ставенок, или щитиков, можно изменять величину поверхности крыла и тем уравновешивать силу ветра. Лопасти крыльев посажены несколько под углом к общей их плоскости; когда крылья повернуты против ветра, под его напором они приходят во вращательное движение.
На противоположный (суживающийся) конец вала внутри амбарчика насажено большое колесо с кулаками-выступами (род шестерни), которые, сцепляясь с цевками (выступами горизонтальной шестерни), передают вращение ей; вертикальная ось горизонтальной шестерни (веретено на Севере веретнд) скреплена с находящимся ниже жерновом, расположенным сбоку в нижнем ярусе амбарчика; над жерновом находится тюрик — деревянный ковш, куда засыпают зерно; рядом с жерновом — ларь для муки.
Вдоль всего механизма из первого яруса во второй ведет внутренняя лесенка. Это — мельница «на один постав», или «на один станок», т. е. с одной парой жерновов. У амбарчика сбоку устроен небольшой балкончик или галерейка, к ней сбоку приделывается маленькая висячая лесенка-стремянка, по которой может подняться один человек без груза. Для подъема мешков с зерном на галерейке установлен небольшой ворот — горизонтальный вращающийся вал с вставленными з него по радиусам четырьмя палочками-ручками и навертывающейся веревкой типа колодезного «барана» (укр. баранец).
Амбарчик врублен своим основанием в две горизонтальные клади, связанные поперечными брусками. Эту раму поворачивают вокруг центрального столба при помощи скрепленного с ней длинного наклонного рычага, обычно бревна средней толщины; это — воротило (на Севере), хобот (на Юге и в среднерусской полосе), коловорот, кобилиця, бендюга (на Украине). Иногда воротило состоит из двух длинных толстых жердей, верхние концы которых прикрепляются к задней стенке или, как вилы, охватывают корпус мельницы с двух противоположных сторон, а нижние концы связаны между собою деревянным кольцом.
Для закрепления воротила, а следовательно, и крыльев в нужном положении относительно ветра, вокруг мельницы на небольшом расстоянии прочно вбиты в землю по кругу шесть столбиков; в конце воротила имеется сквозное отверстие для веревочной петли, которую и накидывают с воротила на нужный в данный момент столбик.
Чтобы облегчить тяжелую работу поворачивания мельницы, устраивают различные приспособления. На нижний конец воротила надевают колесо и катят его, таким образом, по земле; или устраивают род своеобразного ворота: в отверстие на конце воротила вставляют деревянный навёртыш с четырьмя ручками (как в упоминавшемся выше баране); веревку с петлями на концах закидывают одной петлей за одну из ручек ворота, другой — за нужный столбик и, перебирая ручки, навертывают веревку на этот ворот — так подтягивают мельницу к столбику; если нужно, перекидывают петлю на следующий столбик, подтягивают к нему и т. д.
Реже применяют и настоящий переносный (самодельный, конечно) ворот в виде вращающегося на вертикальной оси барабана с навертывающимися веревками. Чтобы мельницу не сорвало в сильный ветер (что все же случается иногда со столбовками), поворачивают крылья мельницы по ветру т. е. так, чтобы он дул вдоль плоскости крыльев) и закрепляют воротило в подвижной распялке из веревок, которые надевают на два столбика, приходящиеся по бокам воротила: оно колышется туда-сюда, и таким образом ослабляется давление ветра на крылья.
Для определения направления ветра на северных мельницах часто наверху ставят ветреницу, т. е. флюгер.
Различна в разных местностях форма крыльев. Например, на Киевщине и Полтавщине лопасти их узкие и длинные, на Черниговщине расширенные, почти трапециевидные; встречались мельницы этого типа о шести и о восьми крыльях.
По-видимому, в большем количестве столбовки сохранились на русском Севере.
Шатровые мельницы
Обычная шатровая мельница состоит из следующих главных частей: широкое основание — первый этаж в виде большого прямоугольного сруба — четверик; над ним возвышается осмерик — восьмиугольный двухъярусный внутри сруб, суживающийся кверху наподобие восьмигранной пирамиды, обшитый вертикальными досками, и верхний ярус — коническая крыша, крытая тесом,— шатер, или верхний осмерик.
Шатер покоится на двух парах перекрещивающихся кладей, продольных и поперечных, концы которых связаны восьмиугольной обвязкой; с кладями скреплен верхний конец длинного, доходящего почти до земли хобота, при помощи которого поворачивают шатер. Все четыре яруса соединены внутри лесенками.
Шестилопастное крыло приводит во вращение горизонтальный вал, проходящий через шатер, или верхний осмерик (опорой валу служат поперечные клади); на вал насажено верхнее колесо, передающее движение на горизонтальную верхнюю большую шестерню, насаженную на стояк — центральный вращающийся вертикальный стержень, проходящий через все здание до самого низа, где имеет толщину у основания не менее 60 см. Здесь, в помещении четверика, на этот стержень насажено нижнее колесо с пальцами — боковыми зубцами, сцепленное с двумя цевочными нижними шестеренками, каждая из которых вертит по жернову (верхний жернов — верхняк, или бегун; нижний неподвижный жернов называют нижняк, или лежняк). Кроме них в этом же помещении находится обдергуша, или одергуила — жернов для обдирки (лущения) зерна. От обдергуши отходит в бок отдувало с ящиком под ним — по отдувалу ссыпается в ящик и вылетает в боковую пристройку содранная с зерна внешняя оболочка. Зубчатое верхнее колесо имеет 30 — 40 кулаков, верхняя большая шестерня — 6—7 цевок, поэтому скорость вращения центрального стержня, а следовательно, и всего механизма в пять-шесть раз больше, чем скорость оборота мельничных крыльев и горизонтального вала. Такая «мельница на два стайка с обдергушей» в зависимости от силы ветра перемалывает в сутки «на оба станка» 10—100 пудов (160—1600 кг).
Нижний ярус шатровой мельницы — четверик разгорожен на три части: в основном помещении сосредоточены мелющие механизмы, в первом от входа стоят лари для хлеба; и в боковом (чадовке) помещении с печью в период работы живет мельник.
Из четверика надо подняться на 6—8 ступенек, чтобы попасть в нижний ярус осмерика, где над обдергушей и жерновами помещаются три обёчки — ковши или ящики для ссыпки зерна. На 8—10 ступенек выше — осмерик середний — в нем механизмов нет, еще на 10 — осмерик верхний с горизонтальным валом. Общая высота мельницы несколько больше 9 м, длина крыльев около 6,5 м, ширина их около 90 см.
Старые шатровые мельницы близки к так называемому голландскому типу, но отличаются от него большей простотой всей конструкции в целом. Судя по литературе, считается общепринятым, что они и источником своим имеют голландский тип с двойной передачей, хотя возможность самостоятельного их появления в России путем усовершенствования древней формы далеко не исключена. Некоторыми предпосылками для такого вывода может служить бытование на Украине в XIX в. так называемых кругляков.
Эта старинная форма ветряных мельниц представляет собой восьмигранный сруб из дубовых брусьев, неподвижно укрепленный на невысоких толстых дубовых торнах (рус. стульях). Поворачивается в этом сооружении при помощи хобота только крыша с шестилопастным крылом. Входят в кругляк с земли по небольшой лесенке, и галерейку для подъема зерна поэтому здесь не устраивают К Повидимому, кругляки можно рассматривать как форму, переходную к шатровому типу, возможно возникшую на украинской почве в результате работы народной технической мысли. Кругляки начали исчезать на Украине уже к концу XIX в., в настоящее время они не сохранились.
В ветряках бывают также три-четыре ступы, в которых выделываются крупа и толокно.
Вообще же у восточных славян издавна известны и отдельные ветряные и водяные толчеи, еще в начале XX в. работавшие на Севере (в Архангельской, Вологодской и других областях) и в Поволжье.
Ветряная толчея
Северная толчея-крупорушка производила «шастанье», «опехивание» или «опихивание» (т. е. обдирку) ячменя и овса, приготовляя из них ячневую и овсяную крупу, толкла овес на толокно. На украинских толчеях просо обдиралось на крупу (пшено), в них же толклось просяное толокно.
По внешнему виду северная ветряная толчея мало чем отличается от мельницы-столбовки, и основное устройство опоры (включая центральный столб) и двигательного механизма то же самое, лишь крыло толчеи имеет шесть лопастей. Внутри толчеи, естественно, нет мелющих жерновов, но установлено несколько массивных деревянных ступ с соответствующим количеством пар толкачей — пестов, окованных железом, иногда вместо нескольких ступ — одна толстая колода с выдолбленными в ней углублениями. Горизонтальный вал, приводимый в движение крыльями, снабжен кулаками, или металками — выступами, которые при вращении вала задевают за пальцы — поперечины, насаженные на стержни пестов, и поднимают песты.
Водяные мельницы
Пожалуй, наиболее широко распространены были в сельских местностях России водяные мельницы, появившиеся на Руси еще в домонгольский период.
Мутовки
Простейшим видом водяных мельниц являются мутовки (также колотухи, колотуши, колотушки, колотовки, моталки) — небольшие мельнички, ставившиеся на быстрых ручьях и речках. Настоящих запруд для них не устраивали, а отводили воду к мельнице по специальному каналу или деревянному лотку (желобу, колоде), выведенному из речки выше мельницы. Мельничками этими пользовались преимущественно в холмистых и горных местностях; так, по литературе они известны в пределах Северных Увалов (Вятско-Камский край), Средне-Русской возвышенности (Тульская обл., где они отмечены в начале XIX в.), на южном Урале (Челябинская обл.), у русских крестьян-переселенцев в Закавказье, у украинцев-переселенцев в Семипалатинской обл., у русского старожилого населения на Алтае и в отрогах Саянских гор. Устройство их крайне несложно и везде более или менее одинаково. Впервые они отмечены и подробно описаны П. С. Палласом.
У русского населения Алтая, где автору настоящей работы довелось видеть их в действии в 1927 г., устройство их следующее. Весь механизм, включая и водяное колесо, заключен в небольшом срубе, поставленном над нижним плесом запруженного горного ручья. Сруб не имеет окон, а одну лишь входную дверь, крыт соломой или тесом. В середине сруба проходит вертикальная ось (стойка, бабка, самец), с нижней утолщенной частью, вырубаемой из комлевой части дерева; нижний конец оси упирается в ямку на торце сваи, вбитой в дно ручья. В утолщенную часть оси вделаны выдолбленные ложкообразно и слегка изогнутые лопасти (называвшиеся в тульских колотовках черпали), все вместе образующие лежачее, т. е. горизонтальное, колесо. Длина каждой лопасти (или лопатки) — около 35 см, число их может быть восемь и более; все колесо достигает размера обыкновенного тележного колеса. Когда мельница не работает, то излишек воды из верхнего прудочка, ограниченного двумя- тремя венцами бревен, стекает в боковое окно (небольшую выемку в венцах), из которого отводится по желобу в сторону; чтобы привести мельницу в действие, вдвигают сверху в окно деревянный щит; тогда вода устремляется по специальному наклонному желобу в сруб, падает струей вниз, ударяя в черпалы, и все колесо с осью начинает вращаться. Н. М. Васнецов отмечает сходство основного механизма подобной мельнички — «вертикального вала на низу с крыльями, на которые бьет вода», с мутовкой, которою взбивают тесто, поясняя тем ее народное название. Своей верхней частью ось пропущена сквозь лежащий на помосте неподвижный нижний жернов, а на верхний конец ее наглухо насажен вращающийся с нею верхний жернов. Над жерновами помещен механизм обычного типа: четырехгранный дощатый суживающийся книзу ковш для зерна, дно которого заменяет подвешенное под ним корытце, сотрясаемое деревянным рычажком (коником). Коник привязан верхним концом к корытцу и скачет при вращении жернова, на котором коник лежит нижним концом. При сотрясении корытца из него высыпаются зерна и падают в глаз (отверстие в центре верхнего жернова), а мука из-под жернова сыплется в большой ларь, стоящий прямо против входа.
Такая мутовка смалывает немного, 2—10 пудов (32—160 кг) зерна в сутки. В Каширском уезде Тульской губ., где небольшие мельницы- колотовки отмечены в середине XIX в., лучшие из них смалывали домер зерна в сутки. Наибольшее количество муки она мелет весной и в первую половину лета, когда ручьи полноводны; к концу лета ее производительность падает до минимума. Многие мельницы работают круглый год; зимой лишь необходимо ежедневно очищать их от намерзающего льда. В отрогах Саян (по Енисею) зимой мельницы не работают, так как речушки здесь промерзают до дна; в Закавказье же для предохранения мельниц от обледенения вблизи них разводят тлеющие костры соломы.
Устройство мутовок, делавшихся всегда на один постав, обходилось очень дешево. Наблюдение и уход за ними требовались минимальные. Принадлежали они или отдельным крестьянам или нескольким хозяевам на артельных началах.
Обычно хозяин мельницы (мельников по профессии для них не требовалось) приезжал на мельницу, чтобы засыпать зерно или же выгрести муку; засыпав зерно, он уезжал, заперев мельницу и предоставив ей работать без всякого надзора иногда на целые сутки.
Колесухи
Колесухи — сельские водяные мельницы с вертикальным колесом ставят на реках, при искусственных запрудах, устраиваемых при помощи плотин (укр. гребля, гатка; белор. грэбля, гаць) с целью образования двух уровней воды — верхнего и нижнего. Основной частью механизма служит горизонтальный вал, большая часть которого находится внутри здания мельницы; на его выступающий наружу за стену конец насажено большое вертикальное колесо, приводимое во вращение падающей на него водой. Это колесо представляет довольно сложное сооружение: к валу спицами прикрепляются на некотором расстоянии один от другого два совершенно одинаковых широких обода (ширина обода сделана в плоскости круга), внутренние окружности которых обшиты (соединены) сплошной опалубкой из досок, образующей род цилиндра; на опалубку между ободьями набиты перегородки высотой в ширину ободьев, расположенные параллельно валу и радиально относительно колеса; это — лопатки, или перья. Получается, таким образом, ряд сосудов-ковшей, расположенных по окружности колеса. Дном этих ковшей служит опалубка, а стенками — ободья и перегородки.
Известно мельничное колесо более простого устройства, состоящее из одного обода, по которому размещены лопатки. Но вряд ли сейчас сохранились где-нибудь мельницы с таким колесом: уже более 100 лет назад они считались старинными, хотя по количеству преобладали на Украине.
По способу подведения воды к колесу различают два типа мельниц: один — с так называемыми «пошвенными» (почвенными, подливными) колесами, или колесами нижнего боя, на которые вода действует снизу колеса; другой — мельницы с наливными или верхнебойными колесами, на которые вода падает сверху. К пошвенному колесу вода подводится по искусственному руслу, по которому струя воды с силой бьет в нижнюю часть колеса; напор воды регулируется подниманием и опусканием щита, подвешенного в начале русла. Для подведения воды к наливному колесу устраивают погонный ларь, из которого вода вливается в ковши и действует главным образом своей тяжестью. Верхнебойное колесо имеет значительное преимущество перед нижнебойным, так как, используя большее падение воды, оно обладает и большею мощностью.
В водяных мельницах передача вращения на жернова, в сущности, та же, что и у ветряных. На оси водяного колеса, т. е. на горизонтальном вале внутри мельницы, надето стоймя зубчатое кулачное колесо; оно сцепляется с горизонтальной цевочной шестерней; на ее оси (веретене) насажен верхний жернов (бегун); нижний жернов (лежняк) неподвижно закреплен на прочной подставке при помощи бревенчатой рамы («хомута») и дополнительной заливки известью.
Водяные мельницы бывают на разное количество поставов. Они мелют муку, обдирают зерно на крупу и выделывают толокно.
По внешнему виду сельские водяные мельницы большей частью представляют невзрачные, похожие на простые сараи постройки, хотя и живописно расположенные возле плотины на берегу пруда. В старину с мельницами было связано много поверий, по которым в глубоких омутах около мельницы любит жить водяной (злой дух, враждебный людям, в противоположность домовому). Сохранилась пословица «со всякой новой мельницы водяной подать возьмет» (т. е. утопит человека) чтобы этого не случилось, суеверные хозяева при постройке мельницы под бревно, где будет дверь, зарывали живым чепного петуха, а на мельнице, на случай умилостивления разбушевавшегося водяного, держали животных черной масти (главным образом петуха и кошку). В старом русском фольклоре водяные мельницы фигурируют очень часто.
Устройство водяных мельниц не требовало обязательного наличия плотины. В холмистой местности и при наличии ручьев горного типа возможна была подводка к колесам воды по желобам так же, как это делалось при устройстве мутовок. Использование водяной энергии таким способом наблюдал на Руси в середине XVII в. антиохийский патриарх Макарий, два раза приезжавший в Москву на поместные церковные соборы (1656 и 1666 гг.). В сочинении, описывающем путешествие его по России, так сказано о Кашире, стоящей на высоком берегу Оки и представлявшей в то время крепость, окруженную валом с палисадом и деревянными башнями: «От этого укрепления идет источник текучей воды по длинным и толстым деревянным желобам, выдолбленным внутри, подобно узкогорлым глиняным кувшинам для воды; желоба обвиты ветвями и спускаются по склону горы; между каждыми двумя желобами небольшая мельница, и таких мельниц, с удивительными приспособлениями, двенадцать от укрепления до реки». Комментарии здесь не нужны — приведенное описание само по себе говорит о большой изобретательности в использовании энергии текучих вод.
Мельницы этого типа известны и на Орловщине, где залегают известняки, легко размываемые подземными водами. Районы б. Елецкого и Ливенского уездов богаты родниками, которые издавна остроумно используются местным населением: на каменистых склонах балок, отводя воду родников по желобам, крестьяне ставили небольшие мельнички и толчеи, причем один родник ворочал колеса двух мельниц, стоящих на крутом откосе одна под другой на расстоянии 25—30 м. Работа на них может производиться круглый год, так как родники бьют постоянно. Такие мельницы можно еще встретить в действии и в настоящее время.
Пловучие мельницы
Очень остроумно использовалась на Украине кинетическая энергия рек для устройства передвижных пловучих мельниц. Украинцы называют их водяки и наплавни млиниу в отличие от гребляних млинов, т. е. стационарных мельниц, устраиваемых возле гребель (плотин).
Основанием подобной мельницы служил паром (или баржа); его либо прикрепляли канатами к берегу или ко вбитым в дно сваям, либо ставили на якорях, спущенных с носа и с кормы. Поперек парома клали горизонтальный вал, в его выставленном наружу конце продалбливали три сквозные проушины, через них пропускали три нетолстых бревна, под углом друг к другу в 60″, так что концы их, или стрелы, образовывали род шестилучевой звезды; на конце каждой стрелы насаживалась длинная лопасть из тонких дощечек, как у ветряных мельниц; так же как крылья ветряных мельниц, лопасти не имели никакого скрепления по окружности. Такое своеобразное мельничное колесо приводилось в действие силой течения. На другом конце вала, внутри парома, насаживали кулачное колесо, которое вращало шестерню с веретеном, скрепленным с жерновом. Весь механизм был заключен в небольшую избушку, возведенную на пароме в защиту от непогоды Подобную мельницу можно было переводить с места на место, она могла действовать и в половодье, когда водяные мельницы обычно не работают.
Для устройства пловучих мельниц необходимо, чтобы стрежень (или стремя — главное течение реки) проходил близко от берега и чтобы между фарватером и берегом имелось свободное пространство для этих сооружений. Наплавни млини, стоявшие иногда вереницей вдоль берега, придавали весьма живописный вид некоторым украинским селениям (например, на Днепре).
На Украине были распространены и пловучие мельницы с висячим колесом. Горизонтальный вал, на который оно надето, укреплен на двух плоскодонных баржах («байдаках», им. пад. «байдак»), скрепленных наглухо двумя-тремя бревнами, так что колесо приходилось между ними. В этом случае корпус всего механизма устанавливали на барже, поставленной ближе к берегу, а «передняя» баржа (завідка), имевшая сравнительно меньшие размеры, служила лишь опорой для вала с колесом. Баржи устанавливались с таким расчетом, чтобы наиболее рационально использовалась быстрота течения реки и чтобы сильнейшая водяная струя устремлялась прямо в зів, т. е. в пролет между двумя лодками. Для защиты зіва от плотов, плывущих по реке, ставили предохранительный треугольный плот (упіркй). Своим основанием он упирался в берег, а острым углом ставился на стрежень, перед млыном. Плоты толкались об упірку и плыли дальше; если же упірки не было, то плот мог быть затянут в зів и потащить за собой все сооружение или даже потопить его. Упірка связывалась из бревен в четыре-пять рядов вышины и сидела в воде на метр в глубину.
Водяной мельницей владели обычно два-три хозяина — «спільники». Они поочередно получали валовой доход и несли расходы по содержанию и ремонту мельницы. В зависимости от изменяющейся быстроты течения (в связи, например, со спадом или подъемом воды) время от времени приходилось «підтягатьця», т. е. переводить мельницу вверх или вниз по течению. Для этого собирали помочь. Особенно необходима была помочь при отливании затонувших мельниц. Хозяева млына устраивали для помочан обед и ужин; если дело происходило в холодное время года, то хозяева ставили котелок с водкой.
На зимовку водяные мельницы заводились в тихие затоны, в стороне от фарватера.
Ступники
Не меньше чем мелючие млини (т. е. перемалывающие зерно) были распространены на Украине и ступники́ (ед. ч. ступни́к), т. е. пловучие передвижные сукновальни. По внешнему виду — это те же пло- вучие мельницы, но внутри байдака были установлены сукновальные толчеи; обычно они состояли из толстой дубовой колоды с несколькими выдолбленными в ней гнездами-ступами; в каждую ступу закладывался кусок вытканного сукна для валянья, которое производилось попеременными ударами пары товкачей (пестов).
Если ступник принадлежал состоятельному хозяину, то он нанимал работником профессионала-сукновала — «ступаря». Ступарь обязывался содержать мельницу в порядке и приискивал место для успешной работы мельницы, принимал от хозяина необработанное сукно и сдавал его после валянья в готовом виде.
Пловучие мельницы на Украине упоминаются неоднократно в документах XVII в., но, по всей вероятности, они были известны задолго до этого времени. В самом Киеве в первой половине XVIII в. у крутого берега Днепра работало около 30 водяков, укрепленных каждый на двух «дубах» (так назывались на Днепре большие лодки, длиной 12—20 м и шириной 1—6 м). Но в 1745 г. они, по именному указу императрицы Елизаветы Петровны, были переведены на левый берег, так как, посетив Киев, она нашла, что Днепр течением своим размывает гористый берег, «где угодники божьи в пещерах опочивают», и причину этого почему-то усмотрела в стоявших на воде у берега мельницах. Отведенное место оказалось неудобным для действия этих мельниц, и с этого времени они совсем прекратили свое существование в пределах Киева. Вообще же на Украине этот тип мельниц оставался популярным вплоть до начала в. Еще недавно на Днепре в 40 км выше Киева в с. Сваромье водяки производились на продажу.
Вне пределов Украины пловучие мельницы известны по литературе у южно-великорусов на Дону и Сев. Донце, а также на р. Упе, притоке Оки.
Есть сведения, что в глубокую старину мельницы аналогичного устройства бытовали и в более северных районах. Так, например, в 1528 г. в Новгороде один «псковитин» устраивал на р. Волхове мельницу пловучего типа. Для этого он делал на Софийской стороне «срубы великие» (ряжи) и топил их камнями на дно у берега с наиболее быстрым течением, чтобы «отнята часть у Волхова, куда быстринам водным течи». Ряжевая плотина псковитина, преграждавшая часть русла реки, представляла собой конструкцию, известную в современной технике под названием буна.
Водяные толчеи
Водяные толчеи (называемые также колотовками, колотушками, крупянками) ставились на быстрых ручьях; особенно часто они встречались в холмистой и горной местности. Устройство обычной толчеи на две ступы следующее. На ручье сооружалась небольшая запруда в виде невысокого сруба, образующего пруд глубиной около одной трети метра, с высотой падения воды около 1,5 м; через спуск вода падала на колесо, подобное обычным мельничным наливным колесам, но значительно меньше их величиной. Вращающейся осью колеса служил горизонтальный вал, укрепленный между двух столбов, связанных наверху горизонтальной перекладиной, или между двумя парами стоек. Вал обтесывался на восемь граней; через продолбленные в нем на некотором расстоянии одно от другого сквозные отверстия продевались две доски — «перья», причем они проходили через соседние грани, т. е. под углом друг к другу в 45″. В верхней перекладине, против перьев вала, были прорезаны два отверстия, через которые продеты четырехгранные песты; нижняя часть песта сужена и окована железом; в каждый пест на стороне, обращенной к валу, был вделан поперечный шип; перо вала при вращении задевало за шип и поднимало пест на известную высоту, затем шип и перо расходились, и пест падал. Каждый пест, падая, ударял концом в четырехгранную ступу — пудовку, установленную под ним на камнях или поленьях. Иногда вместо отдельных ступ укладывали большую колоду с выдолбленными в ней углублениями. Все сооружение часто покрывали сверху крышей-навесом, с боков оно обычно оставалось открытым. В пудовку закладывали около пуда (16 кг) ячменного зерна; через некоторое время работы, когда кожура обивалась, пест отнимали от ступы (подняв его над перекладиной, закладывали чурочку в продолбленное в нем отверстие, чтобы он не падал вниз), выбирали ковшом зерно, провеивали его, снова ссыпали в ступу, поливали водой и толкли мокрое зерно — получалась белая ячневая крупа. Когда надо было остановить всю толчею, воду выпускали через боковое окно в пруде — так называемый вешняк. Весной и летом при сильной воде работали оба песта и за день успевали сработать 3—4 ступы каждый; в конце лета работал лишь один пест. Во время половодья ступы снимали, а колесо закрепляли колом, чтобы не вертелось. Бывали толчеи и на большее количество пестов. Так, у русских на Алтае в 1920-х годах отмечена толчея в восемь пестов, приводимая в движение довольно сильным потоком. Ставили водяные толчеи и на реках, на самой быстрине, иногда чуть ли не посреди реки, как, например, на р. Подюге (юго-запад Архангельской обл.).
Принадлежность и обслуживание мельниц
Кому в старой восточнославянской деревне принадлежали все мельницы и толчеи, кто их строил и на каких началах ими пользовались? Установка и ремонт мутовок, водяных толчей обходились недорого и были под силу отдельным хозяевам или двум-трем соседям, сообща владевшим ею. Иное дело было с дорогостоящими ветряками и водяными мельницами на два, три, четыре постава. Устройство их обходилось особенно дорого на безлесном юге, и их могли сооружать лишь крестьянские общества или толстосумы. Например, в черноземной полосе в 1880-х годах новый ветряк из дубового леса обходился в 400 руб. (300 руб. остов и 100 руб. «снасть»)
На русском Севере нередко одна мельница принадлежала нескольким хозяевам, которые сообща нанимали человека для обслуживания ее на время помола — с Ильина дня (20 июля/2 августа) до весны. Помельщик (так называли его в Олонецкой губ.) жил при мельнице, в специально построенной избушке; его обязанностью, кроме самого помола, было держать мельницу в порядке, чинить и смазывать ее, помогать приезжавшим с зерном совладельцам мельницы при разгрузке и нагрузке возов; за это приезжавший должен был кормить помелыцика, пока шел помол, и отдавать ему по совку муки с каждого смолотого мешка. На Украине также многие плотины принадлежали нескольким совладельцам.
В других случаях мельницы были «мирскими» или «общественными», т. е. принадлежали сельской общине или «миру» в целом. Часто общество сдавало в аренду эти мельницы на определенных условиях, но, пожалуй, чаще мельницы принадлежали частным владельцам, а сами владельцы мельниц, имевшие от них значительный доход, были кулаками и ростовщиками, жестоко эксплуатировали крестьян.
В Вятской губ. изба при мельнице, в которой жил мельник и останавливались помольцы, называлась дербень, а мельник — «дербенщик», «дербеньшик».
Помощник мельника при больших мельницах также назывался «дербенщиком», «подсыпкой». На Украине, а кое-где и у великорусов (например, в Саратовской губ.), мельники назывались «мирошниками», так как производили помол зерна за «отмир» (от слова «мера»), т. е. за отсыпку определенной части зерна в пользу хозяина мельницы.