Плавучие водяные мельницы в форме лодки – гидротехническое сооружение, один из древних типов водяной мельницы. Такие водяные мельницы появились в 6 в. в Италии и распространились по всему миру. Основная часть мельниц этого вида вышла из употребления к началу 19 в., но отдельные мельницы этого типа работали до 1900-х гг. Самая последняя плавучая мельница прекратила работу в 1990 г. Примечательно, что с античности до современности внешне и по конструкции плавучие водяные мельницы почти не изменились!
Еще недавно водяные мельницы в форме лодки (англ. boat mills, ship mills, floating mills) считались незначительным эпизодом в истории гидроэнергетики, но в настоящее время принята точка зрения, что водяные мельницы были не менее, а даже более популярные, чем ветряные. В основе работы этих мельниц водяное колесо – важнейший источник энергии в течение длительного времени – от Средневековья до 19 в. Гидроэнергетика развивалась в течение многих веков, от древних водяных колес до современных огромных ГЭС, малоизвестными шагами развития гидроэнергетических технологий были водяные мельницы в форме лодки, мельницы-мосты (bridge mills) и подвесные мельницы (hanging mills). Первые исследования, посвященные водяным мельницам этого типа, появились лишь в середине 2000-х гг. В ходе этих исследований историкам удалось найти изображение водяной мельницы в форме лодке даже на знаменитой картине 1435 г. «Мадонна канцлера Ролена» Яна ванн Эйка.
Появившись в Риме 6 в., плавучие водяные мельницы быстро распространились по Европе - появились в Париже, Дижоне, Женеве, к 800 г. – на Рейне и Майнце, в 10-12 вв. – на р. Кура в Грузии, в Венеции, Испании, на Балканах. После – на Роне, Эльбе, Дунае, реке Мур и др., историки даже нашли такие мельницы на планах Москвы 17 в. Точное количество плавучих мельниц в средневековых городах не известно, но установлено, что в крупных городах вроде Парижа их насчитывались десятки. В исламском Средневековье плавучие водяные мельницы появились в конце 9 в. на р. Тигр и Евфрат. Находятся свидетельства о таких мельницах и в средневековом Китае.
Внешне плавучие мельницы напоминают речные, но источником вращения колеса в плавучих мельницах мог быть как энергия движущейся воды, так и энергия движения лодки по воде. Основным принципом постройки было соединение плавучей платформы и поставленной на нее водяной мельницы. Ток воды вращал водяное колесо, которое, в свою очередь, вращало механизм. Плавучие мельницы использовались как по одной, так и соединялись по нескольку в ряд.
Хотя кажется очевидным, что водяные мельницы нужно строить стационарными по берегам, т.к. вода намного более устойчивый источник энергии, чем ветер, на практике использование воды тоже имеет свои сложности: уровень воды изменяется, а ось водяного колеса стационарной водяной мельницы остается на фиксированной высоте, и тогда висящие над обмелевшим потоком лопасти колеса остаются бесполезными, равно как и бесполезно полностью погруженное в воду колесо (в отличие от совр. турбин, кот. могут работать и полностью в воде). Для небольших потоков это неудобство исправляют созданием плотины или шлюза, но для широких (от 100 в ширину) и глубоких (от 10 м в глубину) потоков строительство таких сооружений уже требует значительных усилий. Эффективность колеса стационарной мельницы существенно снижается даже и при менее экстремальных изменениях уровня воды. Плавучие водяные мельницы решили эти проблемы. Они просто следовали за уровнем воды, сохраняя подливное колесо постоянно в идеальном положении. В результате плавучие мельницы могли непрерывно давать энергию – 24 часа в сутки, все дни в году, за исключением разве штормов, ледостава и т.п. экстремальных погодных условий. Кроме того, плавучая мельница могла располагаться в тех частях водного потока, где скорость течения была выше, чем у берега, что увеличивало вырабатываемую мощность. Немаловажным становилось и то, что в переполненных городах плавучая мельница не занимала места у застроенных береговых линий. Нередко плавучие мельницы пришвартовывались около мостов, чьи опоры увеличивали скорость речного потока.
Имелось 2 основных типа плавучих водяных мельниц: два корпуса с колесом между ними и один корпус, окруженный парой колес. Более мощной и устойчивой была плавучая мельница с двумя корпусами, также этот тип позволял использовать колеса большего радиуса, регулировать мощность поступающего на колесо потока воды и скорость работающей внутри корпуса машины. У таких мельниц один корпус был значительно больше другого: в меньшем (понтон) находилось мельничное оборудование, зерно и пр., больший корпус служил только для выработки энергии водой, вращающей колесную ось и всегда был обращен к реке.
Деревянные плавучие мельницы как правило были 10-15 м длиной (но могли достигать и 20 м), ширина «машинного» корпуса 5-8 м, понтона – 2-3 м, корпуса преимущественно строились прямоугольной формы. Высотой такие мельницы могли быть более 6 м и даже 2-3-х этажными. Срок службы плавучей мельницы длился 30-50 лет, само колесо служило ок. 10 лет. Колеса обычных водяных мельниц редко превосходили 1 м по ширине, но колеса плавучих мельниц могли достигать 6 м в ширину, а ось – 10 м. Это был предел эффективного размера, установленный средневековыми инженерами. У плавучих мельниц с одним корпусом ширина колеса и длина осей была значительно меньше, равно как и производимая мощность.
