В период с 58 по 51 гг. до н. э. легионы Юлия Цезаря завоевали всю заальпийскую Галлию, присоединив ее к Римской империи. Став императором, Цезарь провел ряд реформ, имеющих большое значение для провинции: он дал права римского и латинского гражданства провинциалам, привел в порядок и стабилизировал налоговую систему, наделил легионеров-ветеранов крупными земельными наделами на территории Галлии.
Император Октавиан Август (27г. до н. э.-14 г. н. э) закрепил реформы Цезаря. Указы Августа, искусственно понижающие цены на хлеб, привели к специализации в сельском хозяйстве в центре и на периферии. При Августе, во время массовой демобилизации, около ста тысяч бывших легионеров получили земельные наделы в провинциях, большая часть — в Галлии. Они основали здесь крупные виллы, поставлявшие хлеб и другие продукты на рынок для центра империи и провинций. Производство сельхозпродуктов было основным источником доходов владельцев этих вилл.
Вероятнее всего, изобретение галльской жатки, произошло именно на одной из таких ветеранских вилл. Дело в том, что у военных ветеранов, в Галлии было то, чего не было ни у местных галльских вождей, ни тем более у крестьян: крупные земельные наделы; высокое общественное положение, защита власти, низкие налоги; потребность в получении дохода от виллы; недостаток рабочей силы, инженерный опыт и знания, полученные в армии; свободное время для разработки, изготовления испытания, доработки конструкции жатки; деньги, полученные после службы в легионах, ремесленные мастерские, готовые выполнить нужный заказ.
В третьем веке нашей эры в Римской империи начался серьезный кризис в политике, в экономике, сельском хозяйстве. Глубинные причины кризиса — демографические, рост населения превысил продовольственные возможности сельскохозяйственного производства. Хлеба и мяса для всех, уже стало не хватать. Социальное напряжение в обществе возросло. Восстания рабов, набеги германцев и неуверенность в завтрашнем дне привели к переселению собственников вилл в города, под защиту городских укреплений. Параллельно шла деградация экономики. Императоры пытались решить все проблемы путем роста денежных налогов и повинностей. Выросшие налоги переобременили многочисленных владельцев вилл, они разорялись, продавали свои поместья. Земли, перешедшие к крупным собственникам, дробились на мелкие участки и сдавались в аренду колонам, которые расплачивались натуральной и отработочной рентой. Основой сельской экономики стало натуральное хозяйство. Жатка, рассчитанная на большие поля и серьезную организацию работ, была дорогой машиной, недоступной колону. Для уборки хлеба вновь стали применяться исключительно серпы. Заказы на производство жаток сократились, а затем прекратились вовсе.
Войны, восстания, нашествие гуннов, набеги германских племен, распад Римской империи привели к окончательному забвению галльской жатки. Жатку погубили не технические, а демографические, социальные и политические причины.
3.2.2. Анализ социально-экономических условий
Стабильность политического положения благодаря присоединению к сильному государству, прекращение крупных войн, благоприятные экономические условия, и, самое главное обилие продовольствия, привели в I - II веках к бурному росту населения и развитию крупных городов — центров торговли. Население Галлии в первом веке н. э., по оценкам историков, составляло около 15-20 миллионов человек.
В Риме, во времена правления Августа, 100-150 тысяч бедных граждан ежедневно получали даровой хлеб и другие продукты от императора и государства, в других городах такое же продовольственное обеспечение поддерживали декурионы. Откуда же брался этот даровой хлеб? Продовольственные потребности населения империи в хлебе удовлетворял импорт зерна из провинций, прежде всего из Египта, Сицилии, Сардинии. В конце 1 в. до н. э. к ним присоединилась Галлия. Следует отметить, что излишки хлеба в Галлии возникли благодаря тому, что здесь, накануне присоединения к Римской империи, получил распространение трехпольный севооборот. Трехпольный севооборот резко, почти в 2 увеличил урожаи, уменьшив при этом трудоемкость производства зерна — не нужна была раскорчевка леса, как при переложном земледелии. Но, большой урожай требовал увеличения количества работников (но только — на время уборки), либо замены ручного труда механизированным. Следовательно, в Галлии к концу первого века до нашей эры были не только условия, но была и необходимость в повышении производительности труда в земледелии.
3.2.3. Анализ доступных ресурсов
Предыдущий анализ показывает, что появление подобной жатки было вполне закономерным явлением, логично вытекающим из потребностей тогдашнего общества. Но, любая удачная идея, даже тщательно продуманная и просчитанная, не может реализоваться, если для этого нет подходящих материальных и экономических условий — ресурсов. Попробуем выяснить, были ли подходящие ресурсы в Галлии.
В Галлии была необходимость в увеличении производительности труда в земледелии, во- первых, потому что от этого зависел доход землевладельцев, во-вторых, чтобы удовлетворить потребности в хлебе метрополии, и, наконец, в-третьих, потому что этого требовали увеличившиеся урожаи при трехпольном севообророте.
В Галлии были интеллектуальные возможности для изобретения жатки, поскольку уровень сельскохозяйственных знаний был высок, а землевладельцы, бывшие легионеры, обладали инженерными знаниями. У них было время и деньги для разработки, изготовления, испытания, доработки конструкции жатки.
В Галлии были условия для внедрения подобной жатки: крупные земельные наделы, которые было выгодно обрабатывать таким способом, рациональные хозяева вилл, стремящиеся к большим доходам, наличие у них денежных ресурсов для заказа дорогостоящих деталей, низкие налоги и защита власти.
В Галлии были ресурсы для практического исполнения подобного изобретения — наличие залежей металлов, развитая металлургия, высокая квалификация ремесленников. Железные инструменты и орудия применялись весьма широко, в том числе и в сельском хозяйстве. Из железа делались топоры, лопаты, заступы, вилы, кирки, мотыги, серпы, косы, а также лемехи и плуги. Соответственно, была возможность создать и металлические детали для жатки как благодаря наличию сырья, так и высокой квалификации мастеров.
Проведенный анализ показывает, что в Галлии накануне новой эры были все необходимые ресурсы для создания и внедрения очесывающей жатки для уборки зерна.
3.2.4. Сравнительный анализ Галльской жатки и снопового метода уборки
Срезание растений серпом при сноповом методе уборки было лимитирующим фактором, который сдерживал производительность, поскольку эту сложную операцию мог выполнить исключительно человек. Серп, главное орудие уборки, был сделан «под человека», с учетом его антропологического строения, энергоэкономных движений, силы рук, определенных интеллектуальных усилий — нужно согласовывать положение и усилия рук при замахе и срезе, описывать серпом особую траекторию. Именно эту часть процесса следовало улучшать в первую очередь. Чтобы использовать для срезания растений мускульную силу животных необходимо было резко упростить траекторию движения режущего рабочего органа до прямолинейного механического. То есть, нужно устройство, которое срезает колосья прямолинейным движением и делает это широким фронтом.
Осознание этих требований, видимо, привело к тому, что главный рабочий орган жатки имеет вид широкого ряда острозаточенных параллельных зубьев. Вместо одного пучка, захватываемого рукой, стало много пучков, которые формируются сужающимися носками зубьев. Вместо одного пучка, срезаемого серпом, стало много пучков, срезаемых острыми кромками зубьев. Но зубья срезали колосья не так эффективно как серп. Поэтому потребовался дополнительный рабочий орган — палка Т образной формы, которой не срезанные колосья обламывались и сбрасывались в короб.
3.2.5. Анализ тенденций развития ТС и подсистем
Тенденции развития для ТС и подсистем строятся на основании информации о преобразованиях ТС и ее основных рабочих органов в процессе эволюции, полученной в ходе предшествующих этапов исторического анализа. Тренды для очесывающих устройств, например, строились после анализа всех базовых конструкций — прото-ТС, ТС1, ТС2, ТС3, ТС4, ТС5. Анализ показал, что главной тенденцией развития очесывающих устройств было расширение их функций за счет присоединения дополнительных подсистем. Это положение согласуется с положением И.Девойно о расширении функций ТС в процессе эволюции [3]. Интересен факт, что подсистемы осуществляли переход из надсистемы в подсистему очесывающее устройство, а не наоборот, как это следует из закономерностей развития ТС.
При анализе тенденций развития подсистем строится графическая модель — дерево прогноза или прогнозная карта для каждой из подсистем. Методика построения такой карты приведена нами в работе Constructing Forecast Maps of Engineering System Development, поэтому здесь мы не будем останавливаться на этом вопросе [4]. Отметим лишь, что для очесывающего рабочего органа нами были выделены три основные тенденции:
Моно-би-поли.
Динамизация.
Переход на микроуровень.
Был проведен анализ тенденций для стеблеподающих рабочих органов, трансмиссии, молотилки, двигателя. Они не приводятся в данной статье ввиду большого объема материала.
4. Обсуждение результатов. Выводы
Приведенные результаты являются частью реального прогнозного проекта по оценке перспектив развития различных технологий производства зерна, и очесывающих зерноуборочных устройств.
Методика включает в себя широко опробованные и хорошо зарекомендовавшие себя методы построения моделей ТС.
В предлагаемой методике модели строятся для нескольких поколений ТС, что дает возможность легче провести их сравнительный анализ.
Оригинальной является методика выявления трендов эволюции ТС и ее подсистем и построения дерева прогноза.
Элементы предлагаемой методики прошли апробацию в нескольких консалтинговых проектах компании LG.
К недостаткам предлагаемой методики следует отнести высокую трудоемкость проведения исторического анализа.
Список литературы
Литвин С.С. Герасимов В.М. Дальнее прогнозирование технических систем. Рукопись, 1987
Peter James, Nick Thorpe Ancient Inventions New-York: Ballantine Books, 1994
Девойно И.Г. Развите технических систем. Журнал ТРИЗ, 1991 том 2, №1
NikolayShpakovsky, PeterChuksin. Constructing Forecast Maps of Engineering System Development. World Сonference TRIZ Future 2001 report. Bath 2001