Денис Орлов (d_orlov) wrote,
Денис Орлов
d_orlov

Category:

Тяжело ли было бурлакам?



Ни одна река в мире не знала такого размаха бурлачества, как Волга. Главная причина этого - чисто физическая: почти на всей судоходной части реки скорость течения не слишком велика. Ниже мы покажем прямую связь скорости течения с физической нагрузкой, приходящейся на каждого бурлака.

Наиболее активно бурлаки работали на участке от Рыбинска до Астрахани протяженностью 2645 км. Репин показывает ватагу бурлаков (11 человек), идущую «бичевой» по песчаной отмели в безветренный солнечный день. Ход «бичевой» начинался обычно выше устья Камы. Бичевой называлась прочная веревка толщиной 3 дюйма ( ~7,5 см) и длиной порядка 100 саженей (~ 214 м). Длина бичевы выбиралась так, чтобы можно было вести судно по достаточно глубокому месту. В то же время величина угла aгор (рис. 1) не должна была приводить к большим потерям совершаемой работы.



И.Е.Репин точно указал место крепления бичевы (верхняя часть мачты) и ее провис. Казалось бы, бичева должна быть натянута, и крепить ее нужно так, чтобы угол aверт (рис. 2) был как можно ближе к 90°. Все было бы так, если бы бичева была невесома. На деле вес такого каната составлял не менее 2500-3000 Н, и, прикрепляя канат к вершине мачты высотой ~ 30 м, бурлаки основную долю веса «вешали» на мачту. Не случайно бурлаки не любили, когда бичева начинала «трубить», т.е. когда приходилось идти по высокому берегу, и место крепления бичевы оказывалось ниже бурлацкой тропы - «бичевника». Впрочем, такое случалось редко, т.к. размеры судна, его грузоподъемность и высота мачты выбирались опытным путем с учетом высоты берегов и глубины русла Волги.



Тип судна на картине определить нетрудно - это знаменитая волжская расшива. Длина наиболее распространенных расшив грузоподъемностью 20 000 пудов равнялась L»25м, ширина В»7,5м, осадка Т»1,8 м, высота мачты Н»30м, длина райны (прикрепленной к мачте перекладины), необходимой для движения судна под парусом, также равнялась ~ 30 м.

Расстояние от Астрахани до Н. Новгорода (2172 км) груженые расшивы преодолевали за 2,5-3 месяца, стараясь в основном двигаться под парусом. В безветренные дни в низовьях Волги при быстрых паводковых водах суда двигались подачей (рис. 3). В этом случае вперед судна завозились якоря, и расшива подтягивалась к ним с помощью каната, вытягиваемого бурлаками, идущими по палубе. При этом брался канат в 4-5 раз длиннее и в 1,5 раза толще бичевы, но его вес не слишком осложнял работу. При ходе подачей практически нет потерь в совершаемой работе из-за иной геометрии приложения сил. Тем не менее хорошо известно, что бурлаки предпочитали ход бичевой. Очевидно, дополнительная работа, связанная с завозом якорей, была весьма обременительной.



Попытаемся дать количественную оценку тяжести бурлацкого труда. Так как судно движется с постоянной скоростью, проекция силы тяги на направление движения равна силе сопротивления водного потока:

Fтяги = Fсопротивл .

В справочнике «Спутник механика» («Vade Mecum») Бернулли, впервые переведенном и изданном в России в 1864 г., можно найти следующее утверждение: «Сопротивление движению судна пропорционально погруженной части наибольшего поперечного сечения судна, а также квадрату скорости судна». Выведем соответствующую формулу в современных обозначениях. Качественно она получается, если вспомнить, что по 2-му закону Ньютона сила равна изменению импульса в единицу времени. Запишем передаваемый за время Dt импульс водного потока, падающего ортогонально на погруженную в воду пластину площадью S, в виде:

P = mv = rVv = rSЧDtЧvЧv = rSv2Dt.

Здесь r - плотность воды, v - скорость потока воды. Отсюда сила сопротивления равна:

F = (Cx/2)rSv2.

Безразмерный коэффициент Cx определяется экспериментально для каждого конкретного судна и зависит от обтекаемости. В современных реальных расчетах с помощью нескольких безразмерных параметров учитывается также трение воды о всю смоченную поверхность. Однако для оценки достаточно приведенной формулы.

При движении расшивы против течения следует помнить, что скорость водного потока, оказывающего сопротивление движению, равна сумме скорости течения реки v1 и скорости движения бурлаков v2.

Конкретные значения скорости течения Волги во времена Репина можно найти в словаре Брокгауза и Ефрона. Весной, в мае, скорость течения изменялась от 2,5 фут/с в верховьях до 7,7 фут/с ниже Саратова. Летом эти цифры уменьшались до 1,5 фут/с и 3 фут/с соответственно. На плесах, ровных участках реки, удобных для судоходства, можно принять скорость течения 2,3 фут/с. Из описаний труда бурлаков следует, что «без ветра, бичевой» они преодолевали в день по берегу от 5 до 10 верст. Таким образом, их скорость равнялась 0,3-0,6 фут/с. Если взять большее значение, то вычисления по формуле Бернулли, которые мы не приводим, показывают, что сила сопростивления движению расшивы на волжских плесах равнялась примерно 2400 Н.

К этой цифре необходимо добавить сопротивление, создаваемое рулем, который необходимо всегда держать под некоторым углом к направлению течения, иначе расшива воткнулась бы в берег. Для плоской пластины безразмерный коэффициент Сx = 1,1, площадь руля Sруля = 6 м2, и, принимая aруля = 10°, находим по формуле:

Fсопр. руля = (Cx/2)rЧSЧsin aруля Чv2,

так что дополнительное сопротивление руля равно примерно 400 Н.

Сила тяги бурлаков (в соответствии с рис. 1 и 2) рассчитывается по формуле:

Fтяги = Fсопр/(cos aгорЧsin aверт).

Точное значение этих углов по картине И.Е.Репина установить невозможно, но ориентировочно, зная длину бичевы, расстояние от бурлацкой тропы до судоходного русла (~ 100 м) и высоту мачты, можно считать произведение
cos aгорЧ sin aверт = 0,7-0,8. Следовательно, сила тяги бурлаков получается равной 3500-4000 Н. При численности ватаги в 10-11 человек, нагрузка на каждого бурлака равна 320-380 Н.

Любой, желающий почувствовать себя «в шкуре» бурлака, должен сделать бурлацкую лямку - кожаный пояс длиной 3 аршина (213,36 см) и шириной 4 вершка (17,78 см) с концами, сшитыми вместе, перекинуть ее через блок, жестко закрепленный на опоре на уровне груди, и укрепить на другом конце груз массой 40 кг (вес 400 Н). Если перекинуть веревку через блок, надеть лямку на грудь и начать двигаться так, чтобы поднять груз, вы почувствуете примерно ту же нагрузку, которую испытывал бурлак. С учетом того, что рабочий день бурлаков длился от рассвета до заката (с небольшим перерывом), получается, что работать бурлаком было действительно трудно! Заметим, что основной вклад в сопротивление вносит течение реки, так что уменьшение скорости течения на 25% снижает нагрузку на 44%, а возрастание на столько же приводит к росту нагрузки на 56%.

Старинные меры длины и веса

1 сажень = 3 аршина = 12 четвертей = 7 футов = 2,1336 м;
1 аршин = 4 четверти = 16 вершков = 0,7112 м;
1 верста = 500 сажен = 1066,8 м;
1 м = 2,38 фут;
1 кГ веса = 2,4419 русского фунта;
1 пуд = 16 кГ веса.




http://www.emomi.com/situations/volokhov/burlaki.htm
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 34 comments