Як була влаштована великовантажна річкова баржа цариці Хатшепсут

Навчання 23 жовтня 2024

Тривимірний вид великовантажної річкової баржі цариці Хатшепсут.

Введення
Висновки
Подяки
Опис вантажу
Координати згаданих місць
Розвантаження в Карнаці
Підйом у вертикальне положення
Плавання по Нілу
Навантаження в Асуані
Гідростатичні властивості

Ми не дуже багато знаємо про технології будівництва, що використовувалися в Стародавньому Єгипті. Але в деяких випадках зодчіє з далекого минулого залишили нам підказки - у вигляді зображень. Одне з унікальних свідчень - зображення в знаменитому храмі в Дейр ель-Бахрі, на яких показана баржа, що везе по Нілу два обеліска цариці Хатшепсут. Вага кожного обеліска - понад 350 тонн! Ми пропонуємо вашій увазі переклад статті, автор якої - нідерландський кораблебудівник і фахівець з морських вантажоперевезень Тен Хоговен (Teun Hoogeveen) - аналізує зображення в храмі Хатшепсут і намагається відновити деталі екстраординарної операції, здійсненої приблизно 3500 років тому. Переклад виконала Любов Жук.

Увага! Це не популярна стаття, в ній багато цифр і термінів. Ви готові?

Наскільки точний рельєф на стіні храму Хатшепсут в Дейр-ель-Бахрі? Як великовантажна баржа, зображена на рельєфі, могла завантажуватися і розвантажуватися, і як забезпечувалася структурна цілісність баржі на всіх етапах операції? Як керувався буксир при русі вниз за течією Нілу? Ця стаття представляє можливі відповіді з практичної точки зору, з яких випливає висновок, що стародавні каменотеси знали толк.

Введення

У цьому документі опис слідує з усією можливою точністю загальному вигляду і деталям, зображеним на рельєфі на стіні храму Хатшепсут в Дейр-ель-Бахрі.

Щоб зрозуміти, як могли будувати і використовувати великовантажну баржу близько 1470 р. до н. е., нам потрібно обґрунтувати, як її розвантажували, як нею керували при русі по Нілу і як її навантажували. Очевидно, що, перш ніж навантажувати баржу, треба було гарантувати, що її можна розвантажити. Баржу не можна розглядати саму по собі, оскільки вона забезпечувала транспортування «від дверей до дверей», про транспортну операцію переміщення вантажу. Інформація з оригінальних джерел на даний момент відсутня. Тому застосовується практика переміщення вантажів в даний час з використанням тільки інструментів і засобів, доступних в той час, як те - салазки, катки, лопати, важелі, мотузки і м'язова сила дуже великої кількості робітників. Залізо в той час не вживалося. Різниця рівня води в Нілі протягом року повинна була використовуватися для успіху операції. Вона була б неможлива без допомоги води.

Навантажена баржа (1) зображена на рельєфі на стіні храму Хатшепсут в Дейр-ель-Бахрі на плаву на річці Ніл. Рельєф показано на рис. 1. Ніс направлений вправо. Ріс. 1. Рельєф в Дейр-ель-Бахрі - зображення баржі (GNU Free Documentation License 1.2).

Рівень води в Нілі дуже високий протягом приблизно трьох місяців, особливо в районі Асуана. Період високої води триває з серпня по листопад, і в цей період течії максимальні, що сприяє навігації на річці. У цей період річка заливає свої береги. В інші місяці рівень води низький і глибина річки мала, особливо біля берегів. Різниця між високим і низьким рівнем води могла становити 8 м у Асуана і 7,5 м у Каїра (2), (3). Підйом води в Луксорі був близько 0,84 м вище рівня підлоги в храмі - за даними Ф. Саїда (4), або 0,5 м або на кілька метрів більше - за даними Ф. Мондерсона (5) на основі вивчення відкладень солей на камені в Карнаці. Останній результат був прийнятий для справжнього дослідження, припускаючи рівномірний ухил між Асуаном і Карнаком.

Цей документ представляє також кілька нових міркувань з приводу операції. Цифри, наведені в документі, засновані на простих розрахунках і призначені для підкріплення висновків, демонструючи здійсненість методу транспортування, представленого в документі. У даному дослідженні необхідно було опрацювати типову конструкцію баржі, враховуючи єгипетські практики того часу.

Висновки

Зі справжнього дослідження можна зробити висновок, що загальний вигляд і деталі, показані на настінному рельєфі із зображенням великовантажної баржі в храмі в Дейр-ель-Бахрі, технічно вірні, і таке транспортування могло бути проведено способом, описаним в даному документі, з достатнім ступенем безпеки для вантажу, судна і команди. Рельєфи реалістичні. Звичайно, неможливо довести, що операція була дійсно проведена цим способом, так як ніяких записів про це на сьогоднішній день не знайдено.

Великовантажна річкова баржа цариці Хатшепсут була розроблена на основі подібних менших суден, що використовувалися для менших обелісків (6). Вона призначалася тільки для одного типу вантажу і для одного способу завантаження (рівно розподіленого вздовж осі), можливо, всього для одного або двох рейсів. Після завершення першого рейсу судно могло бути розібрано для зворотного шляху або збережено для подальшого використання з аналогічним вантажем.

Єгипетські кораблебудівники демонстрували чудове розуміння закону Архімеда за тисячу років до самого Архімеда.

Ця транспортна операція на річці Ніл найкраще описується словами «контрольований сплав».

Подяки

Автор дякує доктору Штефану Зайдльмаєру (Prof. Dr Stephan J. Seidlmayer), професору єгиптології у Вільному університеті Берліна і директору Каїрського відділення Німецького Археологічного Інституту, який рецензував цю статтю і зробив кілька дуже цінних зауважень і пропозицій, потім включених у цей документ. Далі автор дякує Джону Евансу (John Evans), колишньому директору AMT Ltd. у Фарнемі, Великобританії - компанії з морських великовантажних перевезень, за перевірку практичної можливості операції і правильності англійської мови.

Опис вантажу

Вантаж складається з двох лежачих плашмя обелісків з наступними параметрами кожного: довжина 28,50 м; розміри основи приблизно 2,50 ст.12,50 м; оціночна вага 375 т. Розміри основи визначені з урахуванням масштабу за фотографіями, дані про вагу з різних джерел. На рис. 2 показано обеліск Хатшепсут (праворуч) на початку XX ст. Ріс. 2. Обеліски Тутмоса I і Хатшепсут (праворуч) у Карнаці. Джерело: The Study of the unfinished obelisk at Aswan (7).

Координати згаданих місць

Храмовий комплекс Карнак біля Луксора, Google Earth 25 ° 42.200 01.16 «N 32 ° 38º 23.28» E

Кар'єр у Асуана, Google Earth 24 ° 04.200 36.37 «N 32 ° 53 43.29» E

Розвантаження в Карнаці

Храмовий комплекс Карнак орієнтований майже паралельно річці Ніл. Тому обеліски можна було пересувати на ковзанках або волочити по підготовленій трасі прямо з берега річки рівною дорогою, перпендикулярної осі храмового комплексу, до місця їх остаточної установки. Див. рис. 4. З контурів Карнака, отриманих з Google Earth, і рівня підйому води в період розливу стає ясно, що під час розливу територія храмового комплексу затоплялася щороку (8). Це робило можливим вивантаження на сушу важких вантажів під час будівництва. Ріс. 4. Дорога в Карнаці.

У період низької води поруч з будівельним майданчиком в Карнаці могло бути підготовлено спеціальне ложі, що дозволяє баржі стати на нього в той час, коли рівень води в Нілі досягав максимуму. Коли через кілька тижнів рівень води спадав, баржа сідала на приготовлене ложі, на якому могла залишатися протягом довгого часу, коли місцевість повністю висихала. Ложі споруджувалося таким чином, щоб підтримувати структуру корпусу баржі по всій довжині і, можливо, в частині носа. Конструктивний пристрій всередині баржі давав хороший розподіл навантаження в час, коли ложі не було покрито водою. Був потрібен насип заввишки 7 - 9 м і завдовжки близько 70 м від баржі до місця встановлення обелісків між четвертим і п'ятим пілонами в Карнаці. Див. рис. 5.Рис. 5. Розвантаження в Карнаці (автор).

Перший обеліск рухали верхівкою вперед на ковзанках або салазках, просуваючи його далі місця його установки перед підйомом у вертикальне положення. Другий рухали на ковзанках або салазках основою вперед і, ймовірно, піднімали першим. З цієї причини обеліски розташовувалися на борту по осі баржі, один позаду іншого в протилежних напрямках. Полубак повинен був забезпечувати можливість проходження обелісків через ніс. Мотузки, що стягують корпус, проходили через портали різної висоти, причому передні були найвищими, щоб давати додаткову підтримку носу. Мотузки розходилися обабіч до правого і лівого борту, даючи можливість для проходження обелісків. Бушприт був структурно продовжений вниз до основної площини корпусу, так що місце контакту з підготовленим ложем спереду подовжувалося наскільки можливо.

Для волочіння обох обелісків потрібно було підготувати насипну дорогу. Два ряди блоків створювали основу дороги. Верхні краї блоків повинні були лежати в одній горизонтальній площині. Дерев'яні рейки клали поверх блоків, щоб полегшити качання або волочіння. Вони забезпечували поверхню, якою катки або салазки рухалися під салазками, закріпленими на обеліску. У міру просування обеліска вперед, катки і рейки позаду звільнялися і повинні були переноситися вперед. Це означає, що при хорошому плануванні колія для волочіння на баржі і колія на землі опинялися в одній горизонтальній площині, і потрібно було долати тільки силу тертя. Після переміщення вантажу на берег баржа могла бути розібрана на сухому місці, а матеріали могли бути відіслані назад вгору по річці на звичайних вантажних суднах. Порожня вага баржі оцінюється в 1250 т. Вантажні судна могли плавати вгору по річці на вітрилах і віслах в період низької води, коли річкові течії були слабкі, і більшу частину часу дули північні вітри. Таким чином, великовантажна баржа могла знову використовуватися для іншої пари обелісків, якщо буде потрібно.

З переправленням двох обелісків на берег транспортна операція була завершена.

Підйом у вертикальне положення

Хоча підйом обелісків у вертикальне положення не є частиною ^ транспортної операції, деякі міркування повинні бути присвячені і процедурі підйому, оскільки, якби обеліски доставлялися в такому положенні, з якого їх неможливо підняти, вся ^ транспортна операція була б безглузда. Підвищення рівня води також використовувалося для приведення обелісків у піднесене положення, необхідне для їх перевороту у вертикальне положення. Таким чином, відпадала необхідність затягувати їх у гору. Нижченаведений опис стосується другого обеліска. Див. рис. 6.Рис. 6. Підйом другого обеліска (автор).

Слід зауважити, що процедура описується тільки в загальних рисах. Другий обеліск просувався вперед, поки центр тяжкості не проходив поворотну точку. Поворотна точка розташовувалася на тимчасовій утримувальній стіні, спорудженій на точно відміряній відстані від основи. На відрізку AB салазки міцно притискалися до обеліска натягнутими мотузками так, щоб обеліск не проскальзував, коли ковзне зусилля складе 320 т. Вибираючи грунт з насипу спереду від утримуючої стіни, обеліск контрольовано повертався під дією гравітації в положення 2 до торкання опори внизу. З положення 2 до положення 3 обеліск слід було тягнути за допомогою великої кількості робітників з одночасним утримуванням іншою численною групою робітників.

Плавання по Нілу

Рельєф, показаний на рис. 7, зображує 27 буксирних човнів і 3 лоцманські човни, прив'язані до носа великовантажної баржі в різних місцях, що діють трьома рядами. Sᴓlver (9) оцінив, що сполучене зусилля тяги тридцяти буксирних гребних човнів було б еквівалентно тязі 50-сильного буксира. Такий буксир може розвинути зусилля близько 500 кг. Велика частина цієї сили, можливо, витрачалася на поворот носа в потрібному напрямку для обходу перешкод на шляху, а також на те, щоб триматися попереду баржі, коли вона набирала деяку швидкість в результаті «ефекту ухилу» водної гладі річки (подальші пояснення в нижченаведених параграфах). Уникнення зіткнень один з одним також, ймовірно, вимагало деяких зусиль. Як наслідок, мало що залишалося на будь-яке збільшення швидкості буксирування. Цей спосіб плавання по річці найточніше визначається як контрольований сплав. Це також означає, що керівнику буксирування або лоцманам не залишалося місця для помилок. Було б майже неможливо своєчасно внести корективи. Рис.7. Рельєф у Дейр-ель-Бахрі - загальний вигляд (GNU Free Documentation License 1.2).

На носі попереду лоцмани, що йдуть гребних човнів, проміряють глибину довгими жердинами, щоб давати відповідні вказівки. Також були три супровідні гребні човни (ліворуч внизу), не пов'язані з баржею, для виконання релігійних обрядів. Також на рельєфі зображено гребний човен поменше (резервний?). Мабуть, керівник операції повинен був перебувати на напівбаку великовантажної баржі, що забезпечувало б йому хороший огляд. Три високопоставлених особи також перебували на напівбаку.

Перевезення проводилося в період високої води на Нілі. Швидкість течії була близько 3,3 вузла (11). На основі інформації Google Earth і підйому річки в період розливу різниця в рівнях води біля кар'єра в Асуані і біля Карнака (припускаючи 2,50 м води над підлогою храму по Мондерсону (12)) могла становити 21 м. Дальність плавання 213 км. Це означає, що річка тече під ухил з градієнтом в середньому 0,010%. Це дає скочуючий компонент сили тяжкості приблизно в 200 кг, на додаток до зусиль веслярів на човнах (13). Було оцінено, що це додає баржі швидкість в 1,1 вузла відносно води, і достатньо для створення деякого тиску на лопатях рулей. Наявність чотирьох великих вісел для управління наводить на думку, що такий ефект був відомий в той час. Гребні човни повинні були мати можливість розвивати швидкість понад 1,1 вузла, в іншому випадку вони б потрапляли під баржу.

Швидкість конвою щодо землі, ймовірно, становила 4,4 вузла, або 8,1 км/год. Плавання ночами, швидше за все, вважалося занадто небезпечним, а люди потребували відпочинку і їжі. Якщо обмежити час плавання вісьмома годинами на день, за винятком причалювання та відчалювання, шлях можна було покрити за 3 цього дня. Вихід і заходження в порт, мабуть, коштували лоцманам особливо багато нервів, як і маневрування на прагненнях в районі Асуана, не кажучи про те, щоб справлятися з вигинами річки. Можливо, в критичних місцях встановлювалися позначають їх буї. Ймовірно, що для таких операцій розроблялися спеціальні процедури, записані в книгу з інструкціями (керівництво). Очевидно, що єгипетським навігаторам вдавалося проробляти це без шкоди для вантажу і баржі, що само по собі є вражаючим досягненням!

Навантаження в Асуані

Кар'єр розташовувався в Асуані. Незакінчений обеліск все ще знаходиться в тому місці, підтверджуючи орієнтацію інших обелісків (див. рис. 8). Обеліски були орієнтовані під кутом приблизно 60 градусів до річки. По лінії цієї орієнтації трохи глибше в долині готувалося ложі, яке заливалося водою тільки при підвищенні рівня річки. Приблизно 7 місяців потрібно було на те, щоб вирубати обеліск зі скелі. У цей же період на підготовленому сухому ложі споруджувалася великовантажна баржа, що збирається із заздалегідь оброблених дерев'яних деталей. Ріс. 8. Кар'єр в Асуані, незакінчений обеліск (Image © 2016 DigitalGlobe).

При навантаженні дорога з кар'єру продовжувалася за допомогою насипу до палуби баржі, після чого перший обеліск переносився на борт до початку періоду розливу, відразу ж за ним другий. Див. рис. 9. Характеристики дороги були аналогічними дорозі в Карнаці, за винятком того, що ця йшла під ухил з невеликим градієнтом (ймовірно, 2,4%) на відстань приблизно 400 м по прямій. Стрілка на рис. 10 вказує на ймовірне місце положення підготовленого ложа. Коли вантаж був на борту, встановлювалися морські кріплення. Водонепроникність корпусу могла бути перевірена під час підйому рівня води в Нілі. Піднесення напівбака повинно було тимчасово демонтуватися, щоб забезпечити доступ уздовж осі баржі. Ріс. 9. Поперечний розріз через кар'єр у напрямку до Нілу по лінії A-A (автор).

Ріс. 10 показує водний шлях від кар'єра до річки через затоплену долину. Підйом води в річці біля Асуана становив близько 8 м (14) за звичайних умов. Флот гребних човнів і допоміжних суден мобілізувався до часу відплиття. Перед тим як увійти в річку, баржа поверталася носом вперед у спокійних водах затопленої долини. Вихід у річку зі швидкістю перебігу 3,3 вузла вимагав багато зусиль від веслувальників і досвіду від рульових і лоцманів. Ріс. 10. Шлях до річки через затоплену долину в період розливу (Image © 2016 DigitalGlobe). Пунктирна лінія показує шлях обеліска на суші по насипу до можливого місця навантаження на баржу.

Гідростатичні властивості

Було виконано теоретичний креслення баржі (див. рис. 11), на основі якого проводилися гідростатичні обчислення. Нижче представлені тільки лінії шпангоутів, але для обчислень був виконаний повний теоретичний креслення. Судно вважається симетричним відносно площин середнього поздовжнього і середнього поперечного перерізу, тому на чертежі показана тільки чверть корпусу. Ризи.11. Креслення ліній шпангоутів (автор).

Баржа повинна була мати малу осадку, заокруглений корпус і посилену вздовж середньої лінії палубу. Баржа повинна була нести вантаж і власну порожню вагу і мати достатню остійкість під час річкового рейсу. При завантаженні і розвантаженні остійкість неважлива, так як корпус повинен був покоїтися на підготовленому ложі. Щоб судити про остійкість на плаву, застосовувалися сьогоднішні критерії для великовантажних перевезень.

Нижче наведено короткий виклад гідростатичних розрахунків корпусу.

Параметри баржі для цього дослідження: