ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ЧЕЛОВЕКОМ


В рассматриваемый период в России использовались следующие источники энергии: топливо; энергия рабочего скота; энергия воды и ветра, приводящая в движение мельницы; энергия ветра, применяемая в парусном флоте.
(Введение дымного пороха практически не дало прироста энергии, так как его теплотворность низка — на уровне дров; большой полезный эффект взрыва объясняется тем, что он длится чрезвычайно короткое время и его мощность благодаря этому получается очень большой.) Определим величину энергии для каждого из этих четырех е^ типов2.
К сожалению, по топливу, наиболее важному для периода феодализма источнику энергии, мы имеем лишь приблизительные сведения. Необходимо установить, какое количество энергии расходовалось на бытовые нужды населения. Попробуем с этой целью воспользоваться точными, хотя и более поздними подсчетами, сделанными *в годы топливного кризиса во время гражданской войны. «Голодная годовая норма» в дровах в Петрограде в 1921 г. при 706 тыс. жителей составляла 140 тыс. куб. саж.а, т. е. по 1,9 куб. м в год на человека. В Москве при 2 млн. жителей «годичное нормальное потребление дров» в мирное время составляло 490 тыс. куб. саж. \ т. е. 2,4 куб. м на человека в год. Для середины XIX в., когда в городах России еще уе было центрального отопления, когда почти не существовало'усовершенствованных печей, когда в сельской местности дрова использовались и для освещения, и для сушки сжатого хлеба, количе-

сгво дров в расчете на одного человека должно было быть значительно большим.
Данные же середины XIX в. весьма разноречивы и давались часто «на глазок». Так, в Тульской губернии для 1264 тыс. жителей требовалось от 150 до 200 тыс. куб. саж. дров5, что дает на человека 1,6—2,1 куб. м в год. В Рязанской губернии при 1215 тыс. жителей на все «внутренние потребности» использовалось до 400 куб. саж. дров в год6, что дает 3,2 куб. м в год на душу населения, причем''имеется в виду, очевидно, и использование дров для нужд промышленности. Надо думать, что в обоих случаях просто указывается количество проданных в губерниях дров, хотя в сельской местности часто пользовались и «своими» дровами. По сведениям 1839 г., в Москве на домашнее отопление было израсходовано 187 500 куб. саж. дров7. Число жителей в Москве в эти годы колебалось от 344 тыс. в марте до 323 тыс. в июне8. Так как зимой дров расходуется значительно больше, чем летом, примем для расчетов цифру 340 тыс., что даст на человека 5,2 куб, м. Очевидно, все эти данные приблизительны и давались лишь попутно.
Были, однако, и попытки получить от самих крестьян данные о количестве дров, необходимых для них в течение года. В 1859 г. такой зяпоос государственным крестьянам сделала Архангельская губернская палата государственных имуществ. Цель ее запроса — обязать крестьян покупать дрова у казны, уплачивая ей ежегодно деньги в соответствии с количеством дров, используемых крестьянами. Таким образом, вводился новый налог. Естественно, крестьянские общества старались называть заниженные цифры. Использовав сведения о количестве необходимых дров на год и числе ревизских душ в каждом крестьянском обществе9. получаем такое соотношение: 32 569 куб. саж. дров на 54 900 душ, т. е. 2,9 куб. м на одного человека в год. Эта цифра явно занижена для этого северного района, так как она лишь на 0,5 куб. м превышает количество дров, расходовавшихся на человека в 1918 г. в Москве. ‘
Лишь Я. Соловьев поставил перед собой задачу получить точные и объективные цифры по этому вопросу. «Из собранных сведений оказалось, что для отопления одной избы и овина необходимо 3,5 куб. саж. дров и 3 воза хвороста, а для освещения одной избы не менее 2 возов лучины»10. Допустим, что один воз вмещает 20 пуд. дров, как это было принято на металлургических предприятиях 1S тогда три воза хвороста дадут 960 кг; разделив эту величину на средний объемный вес древесины (0,55), получим 1,75 куб. м. Следовательно, для одного двора в год нужно 35,6 куб. м древесины. Так как в селах Смоленской губернии на двор приходилось в среднем по 9,25 жителя '2, то на человека тратилось по 3,85 куб. м в год. Смоленская губерния среди европейских губерний России имеет средние климатические условия, поэтому эту цифру можно считать характерной для «домашнего» потребления населения России, около 90%
населения которой в это время жило в сельской местности. Данная величина хорошо согласуется и с расчетами советского исследователя истории лесозаготовок М. А. Цейтлина, который отмечает, что в этот период на душу населения в России потреблялось в год не менее 4,8 куб. м13^т, е., кроме дров, сюда включаются, очевидно, и лесоматериалы, применявшиеся для строительства. Можно условно принять, что бытовое потребление дров на одного человека в течение всего периода феодализма оставалось неизменным и равнялось 3,85 куб. м.
Точных данных о количестве дров, использованных промышленностью страны на душу населения, для -середины XIX в. тоже нет. Правда, «считалось», что в 1845 г. предприятия Москвы расходовали 280 куб. саж. дров в год *\ т. е. на бытовые нужды их шло в 1,5 раза больше, чем в 1839 г. Известно также, что в начале 60-х годов XIX в. в Петербург каждый год доставляли более 800 тыс. куб. саж. дров на 500 тыс. населения15, т. е. по куб. м на человека. Для Москвы же, с учетом сведений 1839 и 1845 гг., соответствующая цифра равняется 13. Во Владимир в 1849 г. было привезено 6 тыс. куб. саж. дров, жителей же там было 9 тыс.10 Следовательно, бытовое и промышленное потребление дров было здесь значительно ниже, чем в столицах, составляя 6,4 куб. м. Эти цифры дают возможность предположить, что в немногих крупных городах дров использовалось больше в промышленности, чем в быту, в средних и мелких городах, таких как Владимир,— несколько меньше. Что касается сельской местности России в целом, то для промышленности дров расходовалось гораздо меньше, чем для бытовых нужд. Поэтому вполне обоснованными представляются расчеты М. А. Цейтлина о потреблении дров русской промышленностью в середине XIX в* Он приходит к выводу, что в год черной металлургией расходовалось не менее 2 млн. куб. саж., солеварением — 400 тыс. куб. саж., остальными производствами (лесо-химическими, цветной металлургией и пр.) —не менее 4 млн. куб. саж. дров17. Таким образом, общая сумма древесины, сжигавшейся промышленностью, составляет 6,4 млн. куб. саж., или по 0,1 куб. саж. (около I куб. м) на человека.
Кроме дров, промышленностью18 использовался еще и уголь. В i860 г. в России было добыто 8 млн, пуд. каменного угля и млн. пуд. ввезено из-за границы19. Эти 28 млн. пуд. при 64 млн. жителей дают 145 г на одного человека в день, т. е. по 885 ккал (при средней калорийности каменного угля 6100 ккал). Если перевести расход дров на бытовые нужды в день (3,85 куб. м в год), то при средней теплотворной способности дров, равной 2250 ккал, их энергия составит 12,4 тыс. ккал в день. Энергия дров* использованная в промышленности, составляет на день 3,1 тыс. ккал.
Теперь остается выяснить, в каком отношении находились эти величины с биологическими возможностями человека. По

современным данным, потребность в энергии и, следовательно, выделение ее, составляет в день для мужчин:
при выполнении умственного труда (сидя) 2200—2600              ккал
при работе умеренной тяжести              2800—3400              ккал
при тяжелой работе              3600—4000              ккал
при очень тяжелой работе              4200—6000              ккал 20
Учитывая слабость техники периода феодализма, надо предполагать, что типичной работой для мужчин была-работа тяжелая. Ho так как в труде принимали участие также женщины и подростки, правильнее считать нормой расхода энергии 3100 ккал (среднюю величину энергии, затрачиваемой при работе умеренной тяжести).
При этом условии к концу феодального периода использование топлива давало человеку 400% его естественных возможностей за счет дров, расходовавшихся в быту, 100%—за счет дров, использовавшихся в промышленности, и примерно 30% —- за счет угля, также использовавшегося в промышленности. Общая сумма энергии, получавшейся за счет топлива, равнялась 530% его собственной теплоотдачи.
Чтобы установить величину энергии, которую топливо давало человеку в более ранние периоды, нужно, во-первых, учесть, что уголь в заметных количествах стал использоваться лишь с конца XVIII в. При предположении, что в быту человек расходовал приблизительно одинаковое количество дров за весь период феодализма, 400% имеются для каждого периода. Остается установить прирост энергии, которую давали дрова, применявшиеся в промышленности. К сожалению, сколько-нибудь определенные ориентиры, которые позволили бы определить количество дров, использовавшихся в ремесле, отсутствуют. Однако, учитывая значительно более высокое развитие ремесла и промышленности в середине XIX в., особенно металлургической, расходовавшей огромное количество топлива по сравнению с XVII в., можно считать, что для конца XVII в. это количество составляло 50%, а для конца XV в.— 30%. При таком допуще- ,тии' величина энергии, которую давало человеку топливо, будет авна, в сравнении с биологическими его возможностями, для онца XV в.— 430%; для конца XVII в.— 450%; для середины IX в.— 530%.
Прежде чем производить вычисления прироста энергии, ко- 0Pyio давало использование рабочего скота (как правило, ло- !адей), нужно установить работоспособность человека. Средняя мощность мужчины при 8-часовом рабочем дне составляет 6,3— 0 кГ*м/с21. Учитывая участие в труде женщин и детей, примем ¦ощность несколько ниже, чем указана И. С. Беритовым: 7 вме- то 8,15 кГ*м/с. Средняя рабочая лошадь развивает мощность Ьо л. с.гг, т. е. примерно 49 кГ-м/с. Следовательно, мощность 01иади в 7 раз превышает мощность человека.
Для середины XIX в. имеются точные сведения о числе ло- адей — в 1846 г. в европейских губерниях было 16,7 млн. ло-

шадей, а жителей — 52,7 млн.23; следовательно, на человека приходилось 0,32 лошади. В последующие годы их число медленно уменьшалось, и в 1856 г. это соотношение равнялось 0,29 24. Таким образом, использование рабочего скота давало тогда человеку 203% (округленно 200%) его энергетических возможностей. Материалы, относящиеся к XVII и началу XVIII в., свидетельствуют о больших колебаниях в соотношении рабочего скота в разных районах и владениях — от 0,06 до 0,66 на человека.
В 1672 г. во владениях боярина Б, И. Морозова в Нижегородском уезде (села Мурашкино и Лысково) имелось 185 лошадей на 405 крестьянских дворов25. Принимая здесь и далее среднее количество обитателей крестьянского двора равным 82в, получим 3240 крестьян, что дает 0,06 лошади на человека. В 1669 г. в дворцовых корельских волостях Бежецкого уезда, где в 79 селах и деревнях жило 1427 душ мужского пола, было 1072 лошади 27, т. е. по 0,37 на человека.
В 1725 г. во владениях капитана Ф. М. Безобразова в Брянском.уезде было 144 крестьянина и 22 лошади2®, что дает 0,13.
В четырех поместьях Смоленской губернии (1736 г.) стояло 68 дворов, в каждом из которых жило в среднем по 5,9 человека и имелось по 2,2 лошади 29, т. е. по 0,37 на человека.
Сведения шведских переписей 1618—1623 гг. Ижорской земли, только что отошедшей от России, также можно использовать для данной цели. В девяти деревнях этой местности жили 82 мужчины, т. е. примерно 270 человек всего населения, у которых имелось 45 лошадей30, или по 0,16 на жителя.
Наконец, по данным Л. Г. Заничевой, крестьяне Щацкого уезда имели в XVII в. 94 лошади на 81 двор 31 (0,14).
В Тамбовском уезде на ПО дворов крестьян и служилых людей насчитывалось 436 лошадей 32, т. е. по 0,5 лошади на человека. В среднем же для этого времени «справный» крестьянский двор имел 2—3 рабочих лошади33. Если принять население двора равным восьми человекам, это дает 219%» т. е. даже больше, чем было в середине XIX в. Поскольку точных подсчетов по всём хозяйствам не делалось, представляется маловероятным, что крестьяне в XVII в.
имели больше лошадей, чем в середине XIX в. Поэтому будем считать, чта в конце XVII' в. этот прирос * энергии составлял столько же, сколько и в середине XIX-в.
Авторы монографий по истории сельского хозяйства СевероВосточной и Северо-Западной Руси указывают, что типично^ крестьянское хозяйство в конце XV в. имело на двор по одной лошади34. Однако населенность дворов в это время была также меньшей: в Бежецкой и Деревской пятинах Новгородской земли— лишь 5, а в Водской и Шелонской — 6,3 человека 35. При» мем поэтому среднее число живущих во дворе за 5,7 человека В таком случае прирост энергии для этого времени составит не сколько больше 120%.
О мощности водяных мельниц мы имеем следующие сведе ния. В. В. Данилевский говорит, что для сельских мельниц нача

ла XX в. она составляла 10—12 л. с.36 В коллективных работах по истории техники отмечается, что в мануфактурный период мощность обычных водяных колес не превышала 10 л. с.37 Будем считать поэтому, что в XIX в. мощность сельской водяной мельницы составляла 10 л. с. Средняя мощность ветряной мельницы принимается равной 5 л. с.3®
Для середины XIX в. мы имеем сведения о количестве мельниц во многих губерниях. В Нижегородской губернии при 1124 тыс. жителей имелось 821 водяная, 2343 ветряных и 201 мельница — без указания, «акая именно38. (Здесь и далее во всех подобных случаях эти мельницы для расчетов приходилось разделять на водяные и ветряные, исходя из того соотношения, какое дают уже известные по данной губернии числа мельниц этих двух видов.) В Тверской губернии при 1340 тыс. населения было 611 водяных и 1312 ветряных мельниц40. В Казанской губернии — 831 водяная, 535 ветряных и 1263 просто «мельниц»; жителей—- 1390 тыс.41 В Костромской губернии— 186 водяных и одна ветряная мельница при 1057 тыс. жителей42. В Смоленской губернии на 1056 тыс. жителей приходилось 1275 водяных и 301 ветряная мельница43. В девяти уездах Владимирской губернии, по которым были собраны сведения о числе мельниц, имелось водяных и 2019 ветряных; жителей — 1010 тыс.44 Новгородская губерния при 788 тыс. жителей насчитывала 414 водяных, 1558 ветряных и 2696 «мельниц»45, Архангельская губерния при 222 тыс. жителей — 264 водяных и 1116 ветряных мельниц46.
В итоге мы получаем 6037 водяных и 11 640 ветряных мельниц на 7987 тыс. жителей, что дает 0,015 л; с. на человека, или 16% его мощности. Если учесть применение водной энергии в промышленности, эту величину можно увеличить примерно до 20%. Чтобы определить количество мельниц для конца XVII в., придется использовать сведения, относящиеся ко второй половине — началу XVIII в., так как данных только о конце XVII в. пе так много. В сборнике документов, относящихся к русскому хозяйству начала XVIII в.47, собраны фрагменты описей поместных владений различных уездов, конфискованных по разным причинам в эти годы. Чтобы по возможности избежать случайностей при подсчете, учитывались только относительно крупные поместья и мельницы на них, с числом крестьян более 350, (Во многих мелких поместьях мельницы вообще не упоминаются, зато были случаи, когда на 50—100 крестьян имелись I—2 мельницы. которые, очевидно, обслуживали и соседних крестьян.) Таких крупных владений в сборнике 11, в них всего 17 мельниц и 14 876 крестьян. Кроме того, у стольника А. И. Безобразова было в конце XVII в. около 2300 крестьян и 5 водяных мельниц48. Суммируя данные описей вотчин боярина Б. И. Морозова 1667 г., выясняем, что на 11 878 «людей» (крестьян мужского пола) приходилось 40 мельниц и одна половина мельницы4*. Удвоив число «людей», принимаем общее число крестьян Б. И. Морозова равным 23 756. Таким образом, 40956 крестьян

всех этих владений обслуживались 62,5 мельницами, что дает 0,016 л. с. на человека, или 17% его мощности, т. е. не меньше. чем для середины XIX в.
Какие-нибудь, хотя бы отрывочные, данные по XV в. нам неизвестны, но мельницы уже в это время были довольно широко распространены; в источниках встречается более 30 упоминаний о мельницах50. Будем считать, что водяные мельницы этого времени давали прирост энергии, равный 5%.
Для сопоставления энергии человека и энергии ветра, используемой парусным флотом, нам надо иметь !данные об общем тоннаже парусного флота России. О числе крупных военных судов разных классов есть сведения в книге Л. Г. Бескровного. В 1853 г. в составе русского флота числилось 42 линейных корабля, 27 фрегатов и корветов, 39 бригов и шхун, 16 пароходов-фрегатов (использовавших и паруса), 44 транспорта, 136.60- лее мелких парусных судов51. В начале XIX в. корабли этих типов имели следующее водоизмещение: 120-пушечные линейные корабли —по 4270 т, 80-пушечные— 3300 т; фрегат 46- пушечный— 1220 т, корвет 28-пушечный — по 620 тэ2. Водоизмещение бригов и шхун, судя по их габаритам, должно составлять от 180 до 660 т и от 135 до 600 т53. В одном из отчетов морского командования за 1853 г. приводятся данные о водоизмещении 11 транспортов54, в среднем оно составляет 504 т. Поэтому для расчетов принимаем водоизмещение линейного корабля равным 3500 т, фрегатов и корвета — 900 т, бригов и шхун — 400 т, транспортов— 500 т, прочих парусных судов и пароходов-фрегатов, имевших обычно малые размеры— 100 т. Общее водоизмещение этих судов равно 22 400 т.
О русских торговых судах заграничного плавания известно, что в среднем за 1855—1859 гг. они ежегодно привозили 18 879 ластов груза в Черном и Азовском морях, 18 164 — в Балтийском, 5525 ластов — в Белом море55. Так как ласт равен 2 т, то в среднем за год русские суда заграничного плавания привозили 85 136 т груза. По-видимому, можно считать, что это то количество груза, которое перевезли корабли, одна половина которых сделала рейс туда и обратно, другая половина — два рейса туда и обратно. В те годы больше 50% всей внешней морской торговли приходилось на Англию, а остальная часть — главным образом на страны, отдаленные от русских портов на более значительные расстояния. Так как расстояние от Петербурга до английских берегов и обратно составляет не менее 3 тыс. км, то 6 тыс. км, т, е. два рейса, парусные корабли сделать могли, но пройти большее расстояние за одну навигацию с учетом времени на погрузку, ремонт корабля и т. д. было трудно. Поэтому будем считать, что суда, плававшие в страны, кроме Англии, делали только один рейс (туда и обратно). Тогда для получения величины груза в переводе на один рейс надо известное нам число 85 136 т разделить на 1,5, что и даст в результате околс 57 тыс. т. Однако полное водоизмещение судна намного превыша-

гт его полную грузоподъемность; у современных парусных кораблей вес груза равен 65—75% водоизмещения. У парусных судов XIX в. он был ниже. Если сравнить приводимые П. А. Рябчиковым сведения о грузоподъемности судов с их основными габаритами, то станет ясным, что эта доля составляла тогда 40—70%. Приняв эту величину в данном случае равной 40%, так как суда, возвращавшиеся в Россию, редко загружались
полностью, получим 143 тыс. т.
Конечно, наиболее значительную часть тоннажа должны дать гражданские суда каботажного плавания. Их водоизмещение можно высчитать лишь приблизительно по косвенным данным. В 1859—1860 гг. было зарегистрировано в среднем за год следующее количество прибытий каботажных судов в порты морей: Белого—445, Балтийского — 2673, Черного и Азовского— 14 330, Каспийского—22655в. Эти цифры не дают возможности установить, сколько кораблей плавало в этих морях, но показывают, в каких соотношениях находились каботажные флоты в этих морях. Известно также, что в 50-х годах на Каспии имелось около 3 тыс. судов57. Тот факт, что общее число судов оказалось больше числа прибытий кораблей в порт, не должен удивлять, так как регистрация прибывших судов была поставлена плохо. В Архангельской губернии, например, в 1842 г., по данным официальной статистики, из беломорских портов было отправлено 280 судов58, хотя всего через два года в этом же
море имелось 469 морских судов5Э.
П. Богословский сообщает, что эти 469 кораблей могли поднять до 924 тыс. пуд. груза. В среднем, следовательно, их грузоподъемность составляла 32 т. Полное водоизмещение в таком случае должно равняться 55—60 т. Так как суда редко загружались полностью, среднее водоизмещение их должно быть близким к 45 т. Корабли, плававшие на Черном, Азовском и Балтийском морях, обладали обычно более крупными размерами, чем беломорские60. Предположим, что они имели среднее водоизмещение 78 т, т. е. превосходили беломорские и каспийские в раза. Количество судов определяем пропорционально числу приходов в порты каждого моря кораблей каботажного плавания. Тогда общий тоннаж каботажного флота будет равным 1240 тыс, т. Прибавив к этой цифре тоннаж военного и плавающего за границу флота, получим приблизительно 1600 т. Таково
водоизмещение всех парусных судов.
Чтобы определить общую работу ветра, или мощность, необходимую для передвижения такого флота, нужно найти мощность, достаточную для перемещения судна такого типа, каких было много в парусном флоте. В этом отношении удобен первый русский пароход «Елизавета», паровая машина которого была помещена на обыкновенной тихвинской лодке. Длина его — м, ширина — 4,6 м, осадка — 0,6 м. Мощность паровой машины составила 16 л. с., скорость в морских условиях 5 узлов в1. Водоизмещение его при указанных габаритах должно

Таблица 9
Использование энергии обществом (в % к его биологическим возможностям)

Бремя

ТОПЛИРО для нужд

Рабочий
скот

Энергия, гсполъзуе- мая мельницами

Энергия ветра, действующая на гаруса

Всего
(округле
но)

бы то вы \

произг од- ственных

Конец XV в.

400

30

120

5


530 570

Конец XVII в.

400

50

200

17


650—690

50-е годы XIX в.

400

J 30

200

20

Ho бопсе

740 780






10



примерно равняться 44 т и быть близким к величине большинства русских судов. Разделив водоизмещение всего флота на 44 т и умножив его на 16 л. с., установим, что на одного человека приходится мощность, равная 0,69 кГ • м/с., что даст примерно 10% прироста энергии. Остается выяснить, чему была равна средняя скорость парусных кораблей. По данным П. А. Рябчикова, в конце XVIII в. предельная скорость обычных парусных судов была увеличена до 12 узлов, наиболее быстроходные из них, клиперы, проходили до 18 узлов в час62. Средняя скорость была, конечно, значительно ниже. Так, в 1866 г. при «гонке» чайных клиперов из Китая в Англию, средняя скорость их хода составляла 6 узлов 63. На самом деле -она была несколько больше, не менее 7—8 узлов, так как суда тратили много времени на лавирование и практически стояли на месте при штиле. Учтя все это, среднюю скорость парусных кораблей можно признать равной 5 узлам или несколько меньше. Таким образом, энергия ветра, действующая на паруса, давала не более 10% энергетических возможностей человека. (Вероятно, даже менее 10%, так как скорость в 5 узлов несколько велика для среднего парусного судна.)
В XV—XVII вв. мореходство было развито значительно слабее, чем в XIX в. и заметного прироста энергии дать не могло.
Общие итоги подсчета видны из табл. 9 (поскольку многие цифры в подсчетах приблизительны, общие итоги в табл. 9 округлены).
<< | >>
Источник: Дулов А.В.. Географическая среда и история России, конец XV-середина XIX в. 1983

Еще по теме ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ЧЕЛОВЕКОМ:

  1. Техника как специфически инженерный способ использования сил и энергий природы.
  2. 214. Общее применение данной нормы ко всем материальным вещам, даже к таким, которые не обладают энергией, независимой от той, которую придает им человек.
  3. ЭКОЛОГО-ПРАВОВОЙ РЕЖИМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОД, ЛЕСА, ЖИВОТНОГО МИРА Использование воды
  4. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии
  5. Альтернативные источники энергии
  6. 9.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦВЕТА И ДРУГИХ ПРИЕМОВ В РАБОТЕ ПСИХОЛОГА ЮСИХОТЕРАПИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦВЕТА
  7. 12.7. Поток энергии в экосистемах
  8. ХП.5. Альтернативные источники получения энергии
  9. Химическая энергия
  10. Энергия радиоактивности
  11. Энергия Солнца
  12. Потоки энергии в биосфере
  13. Нетрадиционные возобновляемыеисточники энергии
  14. Ресурсы сырья и энергии
  15. МАССА И ЭНЕРГИЯ