Технические достижения в средневековой Европе

Земледелие 

В средиземноморских  районах с очень теплым, сухим  климатом, с легкими почвами, на которых  не требуется глубокая вспашка, использовался  легкий плуг, но пахать надо было вдоль  и поперек. Система земледелия была двупольной, с возделыванием только озимых культур. Главным тягловым животным был вол. При сдвиге основной земледельческой  зоны к северу - не последнюю роль здесь сыграло всеобщее потепление климата в Европе в тот период - система агротехники меняется. Появляется тяжелый колесный плуг, предназначенный для глубокой вспашки, незаменимый на тяжелых влажных  почвах; вместо поперечной вспашки  вводится боронование (рыхление поверхностного слоя почвы боронами и вращающимися мотыгами). Появляются приспособления, позволяющие впрягать животных цугом (цуг — вид упряжки, в которой  лошади идут гуськом или парами, одна за другой), поскольку одна упряжка  не могла тянуть тяжелый плуг. Одно хозяйство обычно не располагало  таким тяглом, да и сам плуг, с  режущей частью из очень дорогого в то время железа, был не по средствам  отдельному хозяину. Кроме того, тяжелый  плуг непригоден на небольших полях, находящихся в индивидуальном владении, им удобно пахать длинные полосы. Выход  был найден в объединении наделов  и тягла при пахоте, и такая  кооперация стала распространяться в средневековой Европе. Постепенно происходило становление общинного  землепользования- уже не на основе общинно-родового строя, а на базе земельно-хозяйственной  кооперации индивидуальных владельцев.       

С переходом к  пашенному земледелию для обработки  почвы стала применяться так  же и соха. Сохи из многозубых стали  однозубыми. В VIII в. на деревянные зубья  сох начали надевать железные кованные сошники. Стали вводиться пахотные орудия плужного типа с железными  лемехами, не только рыхлившими, но и  переворачивавшими верхний почвенный  слой. Эти орудия назывались сохи-косули. Для уборки урожая применялись косы и серпы, а так же грабли и вилы. Для обмолота - цепы.  

Постепенно в крестьянских хозяйствах вола заменила лошадь. Чтобы  лошадь стала рабочим животным, понадобилось более совершенная упряжь. Это - жесткий  хомут, позволивший увеличить нагрузки в 3-4 раза по сравнению с тем, что  допускали типы упряжи, известные  в античном мире; к этому же времени  начинают использовать подковы.  

Содержание лошадей  побуждало к возделыванию овса в  качестве фуражной культуры. Давая  хорошие урожаи в более влажном  климате, где его можно сеять  весной, он входит как естественный элемент в трехпольную систему  земледелия, распространявшуюся в это  время на Западе. У преимущества очевидны: постоянно большая часть  земли оказывается полезной; выращивается больше овощей; распределение труда  при пахоте и жатве более равномерно; хозяйство обеспечивается фуражом, что позволяет содержать более  дорогостоящую и потому поначалу невыгодную в хозяйстве лошадь.  

Все эти новшества, стимулируя и поддерживая одно другое, привели уже в X в. к столь резкому  росту продуктивности и эффективности  сельского хозяйства, а вследствие этого и к повышению жизненного уровня населения, что этот всплеск  мог казаться и действительно  был поразительным. 

Водяные и ветряные мельницы  

Уже с раннего  средневековья распространялись водяные, а позднее и ветряные мельницы. Строительство водяных мельниц  стало заметным явлением уже в IX в., а начиная с X и по XIII в. темп его все время нарастает.

Очевидно, что использование  неживых сил возможно лишь при  условии механизации некоторых  приемов в процессе труда. Монотонные тяжелые операции, более всего  нуждающиеся в механизации, легче  всего поддаются ей. Путь к механизации  многих ручных операций открыли два  важных изобретения, относящихся к  этому времени. Первое - это кривошип - изобретение «второе по важности после колеса». Значение его трудно переоценить, так как это приспособление позволяет преобразовывать вращательное движение в возвратно-поступательное, и наоборот. Это изобретение, неизвестное  грекам и римлянам, появляется, даже в примитивной форме, только после  эпохи переселения народов. Впервые - в ручных мельницах, затем во вращающихся  жерновах, точильных камнях. В средние  века он затем применяется в разнообразных  машинах. Другое изобретение - маховик, тяжелое маховое колесо, позволяющее  выравнивать неравномерное усилие двигателя, придавая равномерность  вращению.  

От водяного двигателя  устраивалась передача вращательного  движения к рабочему органу, это  и требовалось в мукомольном  деле. Для этого необходимо было решить механическую задачу о передаче вращения между осями (валами), пересекающимися  под прямым углом. Задача была решена, по-видимому, уже в самых ранних водяных мельницах - посредством  зубчатого зацепления. Мельница явилась, вероятно, первым механическим агрегатом, в котором нашли практическое применение и развитие зубчатые передачи.                                         

В ранних водяных  мельницах, предназначенных для  помола зерна, были применены первые основные виды зубчатых колес, которые  затем использовались в продолжении  нескольких столетий, в частности  и такие колеса, которые позволяли  осуществлять передачу вращения между  перпендикулярными осями. Более  того, передача между перпендикулярными  осями с помощью цевочных колес  была придумана раньше, чем передача между параллельными осями.  

Цевочные колеса долгое время были универсальными и  устанавливались даже в часовых  механизмах. Известны три основных вида таких колес: 1) с зубцами  на ободе, применявшиеся для передач  между параллельными осями; 2) с  зубцами (пальцами, цевками) на торцевых поверхностях, применявшиеся для  передач между перпендикулярными  осями; 3) малые шестерни, состоявшие из двух кругов, соосно расположенных на некотором расстоянии друг от друга, и пальцев (цевок), заделанных между ними.  

Благодаря этим изобретениям оказалось возможным заставить  воду работать не только в обычных  мельницах, где мелют зерно, но и  приводить в движение различные  машины: механические решета для просеивания  муки, молоты в кузницах, машины в  сукновальнях и сыромятнях. К началу XII в. такие машины получили широкое  распространение 

Гончарный промысел  

Одной из важных отраслей ремесленного производства был гончарный  промысел. Помимо посуды из глины изготавливались  приспособления для литейного дела (тигли, формы для литья), строительные и отделочные материалы, а также  глиняные игрушки. Изделия мастеров нередко расписывались и покрывались  разноцветной глазурью.  

Посуда лепилась на ручном гончарном круге и обжигалась в специальных гончарных горнах двух типов: 1) двухъярусный: в нижней части его сжигалось топливо, и горячий воздух, проходя через  отверстия в поде поступал в верхнюю  камеру, где и происходил обжиг  изделий; 2) одноярусный (более совершенной  конструкции): горячий воздух проходил через всю камеру, обжигая помещенные там изделия. Такой горн был более  экономичен, так как требовал меньшего расхода топлива. В гончарных  горнах достигалась температура 700-900 , вполне достаточная для обжига керамических изделий.

Постепенно происходит переход от ручного гончарного круга  к ножному. 

Горное дело и  металлургия  

Горное дело начало развиваться, подталкиваемое острой нуждой Европы в железе. В качестве сырья  для выплавки железа использовалась болотная или озерная железная руда как наиболее доступная и легко  поддающаяся разработке. Горное дело развивалось главным образом  в сельских местностях и постепенно превратилось в отдельную сферу  трудовой деятельности. Появляется особая профессия - ремесленников-горняков, занимавшихся поисками и Добычей полезных ископаемых.  

В зависимости от наличия залежей полезных ископаемых и условий для сбыта добытой  руды и готовых изделий возникают  районы, население которых в основном занималось разработкой полезных ископаемых и производством из них готовых  изделий.  

Добыча руды производилась  ручными инструментами. Рудоискатели вначале выкапывали небольшие ямы  и определяли качество руды по цвету  и тяжести. Если руда оказывалась  пригодной, то снимался верхний слой земли и добыча велась открытым способом. Полученную таким образом руду оставляли  на некоторое время в кучах  для проветривания и просушки, а затем перерабатывали в небольших  домницах, расположенных, как правило, тут же. В качестве топлива использовался  древесный уголь.  

Выплавка железа производилась сыродутным способом. При этом очень трудоемком способе  железо получалось путем прямого  восстановления из железной руды в  так называемых сыродутных горнах. Сыродутный способ прошел два этапа  развития. Для первого, более раннего  этапа было характерно восстановление железа в ямных горнах с естественным дутьем. На втором этапе восстановление железа производилось в сыродутных горнах с искусственным дутьем. Необходимо отметить, что уже в начале XIV в. началась и выплавка чугуна.  

Обработка железа была одной из важнейших отраслей ремесленного производства. Ею занимались кузнецы, оружейники, бронники, замочники и  пр. 

Токарные станки 

Еще задолго до нашей  эры для обработки дерева и  кости на территориях древних  государств Востока, в Греции и затем  в Риме стали использоваться простейшие токарные станки с ручным лучковым приводом, близким к лучковому  приводу для искусственного получения  огня.  

Токарные станки раннего средневековья в конструктивном отношении не отличались от древнейших образцов. Но затем потребность в  изготовлении значительного количества более сложных изделий заставила  искать способы улучшения конструкции  станков. Прежде всего нужно было освободить для работы над изделиями  обе руки токаря. Этого достигли введением ножного привода. Устройство его состояло из педали, соединенной  гибкой связью с деревянной пружиной. Последняя применялась в двух вариантах: в виде очепа и лука.  

Очеп обычно имел форму бруска, круглое или прямоугольное  сечение которого на одном конце  было значительно больше, чем на другом. Толстым концом он прикреплялся к стене или стойке, а к свободному концу присоединялась веревка, которой  обматывалась 1-2 раза заготовка. Другой конец веревки прикреплялся к  педали. При нажатии на педаль заготовка  вращалась, а очеп изгибался. Когда  педаль отпускали, то очеп распрямлялся и заставлял заготовку вращаться  в противоположную сторону.  

Иногда вместо очепа  применялся лук, прикреплявшийся к  потолку помещения за середину. Концы  лука стягивала тетива, имевшая посередине вьюшку, к которой прикреплялся конец  приводной веревки.                 

Лентоткацкий станок  

Лентоткацкий станок - особая разновидность ткацкого станка, приспособленная для одновременного тканья нескольких лент, на котором  осуществляемая ткачом операция над  одной лентой воспроизводиться на всех лентах.  

По свидетельству  одного венецианского писателя от 1629 года, станок был изобретен в Данциге  в 1579 году, но муниципальный совет, опасаясь безработицы среди ткачей, скрыл  его изобретение, а самого изобретателя тайно задушили.  

Военная техника  

В средневековье  землепашец ходил пешком, торговец ездил на муле. Скакавший и воевавший  на коне стоял выше прочих. Сопровождаемый одним или несколькими оруженосцами, носившими щит и ухаживавшими за конем, рыцарь обладал дорогим  воинским снаряжением: мечом, копьем, шлемом и кольчугой. На протяжении столетий броневая защита головы совершенствовалась. Если в X - XI вв. носили простой шлем  с наносьем (пластина прикрывавшая нос), то позднее появился глухой шлем. Разнообразной формы, снабженный забралом или без него, шлем имел на лицевой  стороне прорезь для воздуха  и обзора. Боевой доспех завершался щитом. Воин нес его на руке, продетой в укрепленную с тыльной стороны  петлю. Ратные доспехи изготовлялись  в особых оружейных мастерских. Кольчуга была дорогим доспехом это железная рубаха, составленная из множества  колечек диаметром в 1 см, соединенных  друг с другом посредством щипцов. Прикрывая голову или оставляя ее открытой, она имела разрез спереди  и сзади для того, чтобы можно  было сесть на коня. Голени защищались кольчужными поножами. Конные рыцари, искусные в воинском деле, составляли цвет ратной силы. В те времена было распространено мнение, что сотня  рыцарей стоит тысячи пеших воинов.  

Основным оружием  воина-дружинника IX -XIII вв. был меч, имевший  прямой, широкий тяжелый клинок длиной до 90 см. большое распространение  наряду с мечами имели копья длиной в 1.5 - 2 м. с железными наконечниками. Наряду с "благородным" оружием - мечом и копьем - употреблялось  и иное, менее почтенное, но не менее  действенное, лук и арбалет. Отряд  лучников мог рассеять нападающую конницу.  

В летописях редки  упоминания о пешем воинстве, принадлежавшем низшим слоям общества. Пеший ратник, облаченный в толстую стеганную  куртку, был вооружен топором, копьем, которым выбивал рыцаря из седла, и спрятанным в складках одежды ножом.