Пони: физиология, демография, культура
Глава седьмая «Лёгкая промышленность»
В мире пони представлена прежде всего текстильной промышленностью. А также к лёгкой промышленности относятся все химические и волшебно-химические производства.
Пони выбирают хлопковую ткань для полотенец, одежды и постелей, из льняного волокна изготавливают прочную парусину (брезент). Верёвки делают изо льна, но в промышленности и для флота больше распространены лёгкие и прочные тросы из кварцевого волокна.
С давних пор пони умеют строить хлопкоочистительные машины, делают пряжу с помощью механических веретен и мастерят чуть менее механизированные ткацкие станки. Единороги со своей левитацией обеспечивают эффективное обслуживание, а пегаски дают производству необходимую мощность.
Технологии текстильной промышленности крайне сложны, но вместе с тем интересны. Время разобраться в них.
=== Технологии текстильной промышленности: ===
Процесс изготовления ткани вручную крайне медленный и трудоёмкий.
Вырастить хлопок — простейшая задача, но чтобы отделить волокно от семян уже требуется немало труда. Вот, например, короткий фильм о производстве хлопчатой ткани:
https://www.youtube.com/watch?v=VtabVpvOcQs
Сложность машинерии впечатляет, а?
Коттон-джин изобрели только в 1793 году, до этого сидели и выщипывали/расчёсывали вручную. Впрочем, по сравнению с пряжей это было занятием лёгким и приятным.
Пример из книги «A Short History of the British Industrial Revolution. Palgrave. p. 91»:
Пряжа хлопка вручную требует 50 000 часов работы на 100 фунтов хлопкового волокна (45.4 килограмма). А прядильная машина, работающая за счёт парового двигателя справляется с той же задачей всего за 300 часов. В этой машине несколько десятков прядильных веретен.
Пример из начала 20 века:
В 1 900 году Ярославская большая мануфактура становится самой большой ткацкой фабрикой России. Количество производимой пряжи составляет почти 50 000 кг в день. Цеха вмещают в себя 185 000 веретен.
Итак, 185 000 веретен, 50 000 килограмм пряжи. В день 270 грамм пряжи на веретено, 11.25 грамм в час.
Пример из современности:
Роторная прядильная машина с 240 веретенами даёт в день 1 000 килограмм пряжи и потребляет мощность в 48.5 кВт. Длина такой машины 30 метров, а ширина 1.2 метра.
В день 4.1 килограмма на веретено, в час 171 грамм. 200 Ватт мощности на веретено.
Развитие технологии очевидно.
Далее в дело вступает ткацкий станок. И ручной станок 19 века выглядел приблизительно так:
https://www.youtube.com/watch?v=2TFEieeY_JM
Вертикальные нити в ткани называются основой. Горизонтальные — утком. Задача ткача: пропустить уточную нить между чётных и нечётных нитей основы, затем в обратную сторону, поменяв нити местами — так плетётся ткань.
Челноком называется деревянная штука, которую между рядами основных нитей проталкивает ткач, в ней катушка уточной нити. В достаточно совершенном станке нити основы сдвигаются нажатием на педаль, а ткач должен только следить, чтобы нити не рвались и двигать челнок.
Ручной станок Рэдклиффа, изобретённый в 1802 году, достигал производительности 10 уточных нитей в минуту по данным из книги «Ткачество» В. В. Неелова.
Но какова была его реальная производительность?
Нужно вычислить коэффициент полезного времени (КПВ) станков тех времён. И опять поможет тот же учебник истории ткачества.
Сукнотканный станок Нестерова образца 1836 года:
Производительность станка составляла 70 сантиметров (0.7 метра) сукна в час при средней плотности по утку 120—150 нитей на дециметр (1350 нитей на метр). На станках вырабатывали ткань шириной три аршина (2.1 метра).
Для начала предполагаемая скорость станка.
Вычисление:
(x*60)/1350=0.7
x=15.7
Крайне низкий результат — 16 уточных нитей в минуту, это несерьёзно для механического станка. Значит у него был низкий КПВ.
Ещё один пример из книги:
В Европе промышленный выпуск механических сукно-ткацких станков Шёнхера был начат в 1836 году. Станок имел ширину около 200 сантиметров и делал 100 прокидок утка в минуту.
Если предположить, что скорость работы станков Нестерова и Шёнхера была схожей, то можно вычислить КПВ.
Вычисление (для 100% КПВ):
(100*60)/1350=4.44
А реальная эффективность всего 0.7
0.7/4.44=0.158
Предполагаемый КПВ — 16%
КПВ 16% значит, что 84% времени от часа работы механический станок простаивал из-за необходимости менять катушки, перезапускать из-за обрывов нити и просто ремонтировать по мелочам. Чаще всего приходилось менять катушку челнока, реже катушки основы.
Теперь вернёмся к станку Рэдклиффа. Его 10 уточных нитей в минуту, это по той же формуле (10*60)/1350=0.44 метра сукна в час максимум.
Если работать 300 дней в году по 12 часов получится максимум (10*60*12*300)/1350=1600 метров ткани.
Если учесть 16% КПВ выйдет всего (10*60*12*300)/1350*0.16=256 метров ткани.
В сети нашлись кое-какие данные по производству домотканной ткани в конце 19 века:
«Шубина Т.Г. Обработка льна и шерсти, прядение и ткачество.»
Норма выработки была различной: от 1-2 аршин (0.7-1.4 метра) до целой стены в день (5-6 метров).
Обычный крестьянский холст бывал 38-45 см шириной, т.е. укладывался в старую русскую меру — локоть. Кое-где изготавливали и более широкие холсты — до 67 см.
Итак, ткань длиной 1.4 метра, шириной в 0.45 метра, это 0.63 квадратных метра ткани в день. Ширина станка Рэдклиффа равна размаху рук человека, то есть чуть больше метра, и за 12-часовой рабочий день с 16% КПВ ткач на таком станке мог изготовить 0.85 квадратных метров ткани. Ручные станки удобнее механических, так что, можно предположить, профессиональные ткачи начала 19 века производили около метра ткани в день.
Ткач с ручным станком Рэдклиффа мог изготовить 300 метров ткани в год.
При этом ткань — простое сукно, всего со 135 нитями на дециметр.
Средневековые мастера гобеленов работали не меньше года над метром полотна, но в отличии от обычных ткачей они использовали множество цветных нитей. Можно предположить, что производительность ткацких станков средневековой Европы была 50-100 метров в год, в зависимости от плотности уточных нитей и качества пряжи.
Разумеется, речь идёт о профессиональных ткачах, а не о крестьянах. Женщины из крестьянских семей пряли 1-2 килограмма пряжи и ткали 2.5-5 метров ткани в год, чего вполне хватало на хозяйство из шести-восьми человек, половина из которых дети.
Теперь о новом времени, компиляция данных из английской википедии:
В Англии 1850 годов производили 12 квадратных метров ткани на человека в год. Это было время пика промышленной революции: 250 000 ткацких станков на 27 500 000 населения. На 110 человек приходился один ткацкий станок и производил он 110*12=1320 метров ткани в год. Ручные станки к этому времени уже отправились на свалку истории.
Но если бы те же 110 человек обслуживал один ткач на станке Рэдклиффа, он мог бы изготовить всего лишь 2.73 метра ткани для каждого.
В начале 18 века ткачи были многочисленным и сильным классом. И они дружно ненавидели механические станки. Но, как известно, против промышленной революции луддиты не смогли устоять. Ткачи вымерли, в буквальном смысле, суровые были времена.
Кроме скорости работы преимуществом механических станков была их ширина (а значит и ширина ткани). К тому же ткач мог обслуживать сразу несколько станков, от человека требовалось по сути только менять катушки.
Дальнейшее развитие ткачества, это увеличение скорости прокидки уточной нити и автоматизация. Только в 1894 году некто Нортроп придумал первый автоматический механизм смены катушек, что, несомненно, в разы повысило КПВ станков.
Теперь о современности, данные из книги С. И. Ищука «География промышленных комплексов»:
В 1990-х годах в мире производили:
Хлопчатых тканей — 13 м² на человека.
Шёлковых тканей — 9 м² на человека (условное название, большая часть не из натурального шёлка).
Шерстяных тканей — 0.5 м² на человека.
Химических волокон в производстве почти 50% но их используют в смешанных тканях.
Всего: 22.5 м² тканей на человека.
Рынок насыщен, роста производства большего, чем рост населения, нет. Хотя, стоило бы учесть, что большая часть человеков живёт в условиях не лучше Англии 19 века.
Пора вернуться к поням.
==== Потребности эквестрийцев (хлопчатая ткань): ====
Прежде всего постельное бельё, полотенца и немудрёная одежда.
Хлопчатая ткань эквестрийцев
Весьма плотная и прочная. Единого стандарта нет, но средние значения можно оценить.
Нитей по основе — 300 на дециметр
Нитей по утку — 400 на дециметр
Поверхностная плотность — 200 грамм/м²
Размеры тела пони:
Рост в холке — 60 см.
Длина передних ног — 37.5 см (до перехода в грудь, если смотреть спереди)
Длина задней ноги до сустава — 35 см
Длина тела (от хвоста до груди) — 45 см
Площадь тела пони — 1.6 м²
Лежащая пони с вытянутыми ножками — всего 120 сантиметров в длину. Ей хватит 0.75*1.5=1.125 м² постели.
Постельный комплект
Простыня: 1.125 м²
Пара одеял: 1.125*2*2=4.5 м²
Подушка: 1.125/2=0.5625 м²
Всего — 6.2 м²
Небогатые пони предпочитают чинить вещи, нежели покупать новые, так что нуждаются в одеялах-подушках не чаще, чем раз в 5 лет.
Вычисление: 1206000/5*6.2=1495440 м²
Получается 1 495 440 м² тканей на постели, или 1.24 м² ткани на пони в год.
Люди в прошлом шили лоскутные одеяла, да и чинили-перечинили их по много лет, но с копытами шить до ужаса неудобно, поэтому каждый раз за починкой простым пони приходится обращаться к единорожке. Это неудобно, так что эквестрийцы чаще людей покупают новые вещи, ненамного, но чаще.
Полотенца
Тонкое полотенце: 1.6/2=0.8 м²
Площадь 0.8 м², одинарное, 200 грамм/м².
Плотное полотенце: 1.6/2*2=1.6 м²
Площадь 0.8 м², двойной толщины 400 грамм/м².
Всего — 2.4 м²
Пони достаточно культурны, чтобы регулярно мыться и вытираться-расчёсываться после мытья, а ещё мелким жеребятам нужны пелёнки. Не реже чем постели пони покупают и полотенца.
Вычисление: 1206000/5*2.4=578880 м²
Получается 578 880 м² тканей на полотенца в год, или 0.48 м² ткани на пони в год.
Одежда
Плащ с капюшоном: 1.6*3=4.8 м²
Двойной, с подкладкой.
Простые пони очень практичные создания, а благодаря тёплой шёрстке даже зимой одежда им не нужна. Но всё же неудобно мокнуть под снегом и дождём, поэтому они делают плащи. Каждая пони покупает плащ хотя бы раз в двадцать лет.
Вычисление: 1206000/20*4.8=289440 м²
Получается 289 440 м² тканей на плащи в год, или 0.24 м² ткани на пони в год.
Всего получается: 1.24+0.48+0.24=1.96 м² на небогатую пони в год.
Небогатые пони используют всего 2 квадратных метра хлопчатой ткани в год.
Богатые пони (число которых определяет распределение Парето) покупают впятеро больше тканей: наряды, скатерти, занавески. Плюс к тому часть тканей пони продают зебрам, грифонам и прочим зверям.
Всего получается:
965 000 небогатых пони (80%) — 2 метра ткани в год.
242 000 богатых пони (20%) — 10 метров ткани в год.
Среднее значение: (965000*2+242000*10)/1206000=3.6 м²
Средняя плотность хлопчатой ткани — 200 грамм/м²
Усреднённая пони использует 3.6 м² хлопчатой ткани в год. Всего 4 342 000 м², общей массой в 870 тонн.
==== Потребности эквестрийцев (верёвки и канаты): ====
Верёвки и канаты — важная штука, особенно в стране, где грузы переносят по воздуху и любят строить деревянные дома. Каждой пони в год требуется хотя бы 10 метров тонких верёвок и 1 метр каната попрочнее.
Верёвки делают в основном из хлопка, он лучше льна выдерживает растяжение, да и сырьё дешевле.
Типичные размеры:
Диаметр верёвки — 10 мм; масса — 66 гр/м; разрывная нагрузка — 4 000 ньютонов (400 килограмм-сил)
Диаметр каната — 30 мм; масса — 400 гр/м; разрывная нагрузка — 25 000 ньютонов (2500 кгс)
Вычисление:
Общая длина: 11*1206000=12366000 метров
Общая масса: 10*1206000*0.066+1*1206000*0.4=1278360 килограмм
Пони используют 12 400 000 метров канатов в год, общей массой в 1 300 тонн (1.06 килограмма на пони).
Флот Эквестрии достаточно современный, чтобы использовать вместо непрочных верёвок стальные тросы или даже канаты из сверхпрочного кварцевого волокна.
==== Потребности эквестрийцев (льняная ткань): ====
В основном парусина и брезент. Флот Эквестрии использует лёгкие и прочные паруса из кварцевого волокна, так что всё зависит прежде всего от нужд простых пони. А в чём нуждаются простые пони? В мешках, тентах, шатрах и палатках.
Льняная ткань эквестрийцев
Также как и с хлопчатой тканью единого стандарта нет, но льняные нити толще и прочнее, плотность ткани выше.
Нитей по основе — 150 на дециметр
Нитей по утку — 200 на дециметр
Поверхностная плотность — 500 грамм/м²
Брезент
Пропитанная смесью воска и льняного масла ткань, водонепроницаемая и очень прочная.
Плотность ткани — 500 г/м²
Защита от дождя для прилавков и столиков открытых кафе, для собранного урожая в дождь, узелок для вещей, скатерть для полдника, готовый парус для лодки — да и вообще, простой кусок ткани с тысячей разных задач. Пони постоянно используют брезент, каждой требуется хотя бы метр ткани в год.
Брезента в год производят — 1 206 000 м² (1 м² на пони)
Мешки
Материал — брезент
Плотность ткани — 500 г/м²
Объём сферы: 4/3*Pi*r^3
Объём мешка: 4/3*3.14159265*0.2^3=0.034 м³ (34 литра)
Площадь сферы: 4*Pi*r^2
Площадь ткани: 4*3.14159265*0.2^2=0.5 м²
Реальный объём мешка — 25 литров
Реальный расход ткани — 0.5 метра
Масса мешка — 0.25 килограмма
Мешки делают в основном из брезента, реже из необработанной ткани. Основной потребитель мешков — сельское хозяйство, фермеры производят невероятные объёмы сыпучих товаров каждый год.
Производство еды в Эквестрии — 2 533 000 тонн в год (2.1 тонны на пони).
Но пони смышлёные создания и когда только возможно предпочитают дешёвую деревянную тару дорогим мешкам. В корзинах и ларях хранят зерно, в бочках и ящиках фрукты, плетёные коробы используют вместо сумок. Плетение из лозы, лучины и коры белого дуба в Эквестрии распространено куда больше чем изготовление ткани.
Остаётся проблема временного хранения. Муку, сахар и соль можно перевозить в покрытых глиной корзинах, но они не дышат, накапливают конденсат. К тому же они тяжёлые, неудобные. Брезентовые мешки лишены этих недостатков, зато очень нравятся зубастым амбарным мышам. Дилемма сложная, но как подсказывает опыт человечества, даже в средние века ткань использовали на мешки. Глиняную посуду умели делать далеко не везде, а кое-как сплести рогожу могли в каждом хозяйстве.
Первое приближение. Сыпучие продукты:
Мука пшеничная: 0.166/1.3*2*1206000=308000 тонн
Пшеницы на одну пони, перевод в муку, удвоенное производство, муки на всю страну.
Мука соевая: 0.1*2*1206000=241200 тонн
Сахар — 22 000 тонн
Соль — 8 000 тонн
Всего: 308000+241200+22000+8000=579200 тонн
Сыпучих продуктов в Эквестрии — 580 000 тонн в год? Огромное число, неправдоподобно огромное. В прошлом, да и сегодня, люди предпочитают хранить зерно в элеваторах. Мельницы работают не быстро, так что делают муку круглый год. Рачительные пони перевозят зерно в бочках, муку производят и столь же быстро съедают; цикл мельницы-потребители проходит не реже, чем шесть раз в год.
Коррекция. Сыпучие продукты:
Мука пшеничная: 308000/6=52000 тонн
Мука соевая: 241200/6=40000 тонн
Сахар — 22 000 тонн
Соль — 8 000 тонн
Плотность муки — 600 кг/м³.
Плотность сахара-песка — 700 кг/м³
Плотность сыпучей соли — 700 кг/м³
Объём сыпучих грузов: (52000+40000)/0.6+(22000+8000)/0.7=196190 кубометра.
Годовой объём грузов (приблизительно) — 200 000 000 литров
Объём мешка — 25 литров
Ткани на мешок — 0.5 м²
В Эквестрии используют не меньше 8 000 000 мешков каждый год (по 6.6 мешка на каждую пони, объёмом в 165 литров, 100 килограммов сыпучих продуктов). Эти мешки требуют 4 000 000 м² брезента. Мешки, это тара для перевозки и временного хранения, поэтому их средний срок службы достаточно велик — 5 лет.
Ткани на мешки — 800 000 м² в год (0.67 м² на пони)
Тенты и мешки, это главное, но далеко не всё.
Одноместная палатка
Длина — 1.5 метра
Ширина — 0.75 метра.
Полезная площадь — 1.125 м²
Плотность ткани — 500 г/м²
Площадь ткани:
Пол — 1.125 м²
Стены-потолок — 4 м²
Всего — 5.125 м²
Вес ткани — 2.56 кг.
Вообще-то пони не считают зазорным жить в землянках, а землянку хорошую можно построить за день-два. Но палатка, это нужная штука для дальних путешествий, пегаски раскупают их только так. Крылатых в Эквестрии приблизительно 290 000, и каждая из них покупает одну палатку хотя бы раз в десять лет.
Вычисление: (290000/10)*5.125=148625 м²
Палаток делают на 150 000 м² в год (0.13 м² на пони)
Ярмарочный шатёр
Основание — круг.
Радиус — 3 метра.
Площадь круга: S=Pi*r²
Полезная площадь: 3.14159265*3^2=28 м²
Высота стен — 2 метра.
Площадь цилиндра: S=2*Pi*r*(h+r)
Площадь цилиндра: 2*3.14159265*3*(2+3)=94.25 м²
Площадь ткани — 120 м²
Плотность ткани — 500 г/м²
Вес ткани — 60 кг.
Пони часто устраивают праздники, пегасьи торговцы летают между городами и ставят подобные павильоны. Каждая сотая пони хотя бы раз в десять лет покупает один шатёр.
Вычисление: (1206000/100/10)*120=144720 м²
Шатров делают на 145 000 м² в год (0.12 м² на пони)
Всего льняной ткани:
1+0.67+0.13+0.12=1.92 м² на пони в год.
Льняной ткани производят 1.92 м² на каждую пони. Всего 2 316 000 м² в год, общая масса 1 158 тонн.
=== Текстильная промышленность Эквестрии: ===
Эквестрийские кустари-ремесленники и мануфактуры производят немало ткани, по крайней мере по меркам средневековой Европы. Причина проста — столь важным делом занимаются единорожки.
Человеку нужны руки, чтобы работать с ткацким станком, а средняя единорожка со своей левитацией легко обгонит нескольких профессиональных ткачей: вот почему Эквестрия до сих пор не знает полностью механизированных станков.
А что до масштабов производства, они достаточны. Если когда-то и был недостаток в тканях, его давно уже нет. Спрос равняется предложению.
Производство хлопчатой ткани:
Потребность: 3.6 м² на пони (4 342 000 м² в год)
Произведённые за год 4 342 000 м² будут весить 870 000 килограмм.
Производство канатов:
Пони используют 12 400 000 метров канатов в год. Общей массой в 1 300 000 килограмм.
Эквестрии требуется как минимум 2170 тонн хлопкового волокна.
Хлопчатые поля:
Гектар полей даёт 5.25 центнеров хлопчатого волокна (0.525 тонны).
Эквестрия нуждается минимум в 4134 гектарах полей. Реальная площадь более чем втрое превосходит это число — 14 000 гектаров. Конечно, немалая часть волокна теряется при обработке, но главная причина проще — из хлопка делают отличную бумагу.
В Эквестрии 14 000 гектаров полей хлопчатника.
Хлопчатник — теплолюбивое растение и выращивается в основном на юго-востоке Эквестрии, близ Балтимэра. В деревенских общинах восточного побережья его выращивают для себя, а обрабатывают в небольших мануфактурах. Местные единороги-прядильщики плетут из волокна нити и делают ткани на немудрёных станках, а портные мастерят готовые вещи.
Впрочем, кустарей-ремесленников с рынка постепенно теснит фабричное производство. В Мэйнхеттене, Балтимэре и Филлидельфии уже есть крупные текстильные фабрики, Которые обеспечивают тканями жителей городов. Единственная сложность: пони пока что не научились делать толковые механические станки, по крайней мере превосходящие волшебные-левитационные.
Производство льняной ткани:
Потребность: 1.92 м² на пони (2 316 000 м² в год) Общая масса 1 158 тонн.
Эквестрии требуется как минимум 1 158 тонн льняного волокна (0.96 кг на пони).
Для сравнения: крестьянские хозяйства в имении Красный Бор выращивали около 0.08 гектара под лён и коноплю, урожай давал 8.3 кг льноволокна и 10.6 кг конопляной пеньки. В среднем хозяйстве шесть человек, на каждого приходилось 1.38 кг льняного волокна и 1.77 кг пеньки, чего хватало разве что на одежду и верёвки для себя.
Льняные поля:
Гектар полей даёт 3 центнера (0.3 тонны) льняного волокна.
Как минимум Эквестрии требуется 3 860 гектарах полей льна, но часть волокна теряется при производстве нити и ткани, что-то идёт на экспорт — площадь полей вдвое больше.
В Эквестрии 8 000 гектаров полей льна.
Лён выращивают повсюду: и на западе, и на востоке. По большей частью небольшими полями, для местных ремесленников и мастерских.
==== Потребности эквестрийцев (компиляция): ====
Верёвки и канаты — 11 метров на пони (12 400 000 метров всего)
Хлопчатая ткань — 3.6 м² на пони (4 342 000 м² всего в год)
Льняная ткань — 1.92 м² на пони (2 316 000 м² в год)
В Эквестрии производят 5.5 м² текстиля на душу населения в год.
Производство требует (с учётом потерь):
2170*2=4340 тонн хлопка-сырца
1158*2=2316 тонн льна-сырца
На производство уходит около 6 600 тонн растительного волокна.
==== Трудовая стоимость текстиля: ====
Для начала стоимость сырья.
Трудовая стоимость пшеницы в Эквестрии — 72 земнопони-дня на гектар.
Для сравнения, данные по имению Красный Бор:
Суммарные затраты на десятину озимого посева (1.1 га) составляли 36 человеко-дня, ярового — 33, сенокоса — 10,5.
На 0,08 га посевов льна и конопли уходило 6,5–7 дней (87.5 дней на гектар)
Очень много времени уходило на подготовку волокна к пряже: лён трепали, лён вымачивали, лён чесали. А земнопони не обрабатывают сырьё, это забота единорожек, так что трудозатраты на гектар должны быть не больше, чем с пшеницей.
Гектар хлопка/льна = 72 земнопони-дня.
С гектара собирают 15 центнеров хлопка-сырца (1500 килограмм) и 6 центнеров льна (600 кг). Это растения целиком: и волокна, и семена.
Тонна хлопка-сырца = 48 земнопони-дней
Тонна льна-сырца = 120 земнопони-дней
Производство пряжи:
Хлопкоочистка и пряжа совмещена в один процесс. Пегаски крутят роторы, раскручивают маховики, машина отделяет волокно от семян, рыхлит и расчёсывает пух, а затем конвейер переносит полотно под веретена прядильных машин.
Эквестрийские прядильные машины
Механизм: 120 веретен, ротор, вариатор, механическая цепная передача, маховик.
Продукция: 1 кг/час (8.4 грамма на веретено)
Продукция в год (360 дней): 8.6 тонн.
Мощность: 24 кВт общая (200 Ватт на веретено)
КПД передачи энергии — 60%
Потребляемая энергия: 34 кВт.
Источники энергии: водяное колесо, либо внешний ротор с привязью для пегаски.
Нужно обработать 6600 тонн хлопчатого и льняного сырья. Чтобы изготовить всю пряжу за год Эквестрии требуется не меньше 1000 прядильных машин (120 000 веретен).
Цена пряжи зависит от окупаемости производства и стоимости энергии. Кинетическая энергия пегасок и ветряков в Эквестрии весьма недорога.
1 килограмм пряжи = 122.4 мегаджоуля
Производство верёвок и канатов совмещено с производством пряжи в один технологический процесс.
Производство ткани:
С тканью работают единорожки. Их ткацкие станки можно назвать левитационными. Сдвигом нитей основы управляет левитация, и магия же толкает челнок, меняет катушки. Копытами работать нет нужды и поэтому одна ткачиха уютно устроившись с чашечкой чая может работать с десятком-другим станков.
Автоматизация и понячье ткачество пока что несовместимы. Магия гораздо эффективнее примитивных автоматов, да и единорожки считают ткачество хорошей тренировкой для жеребят. Вот так в Эквестрии используют жеребячий труд.
Эквестрийские ткацкие станки
Эффективность работы зависит от мастерства оператора в левитации. Ниже средние значения.
Ширина рабочей зоны станка — 1 метр.
Максимальная скорость: 30 уточных нитей в минуту.
Метровое расстояние челнок пролетает за полторы секунды.
Коэффициент полезного времени: 30% (катушки то в челноке, то в основе постоянно приходится менять).
Пони готовят ткани с плотностью нити по утку — 4 000 на метр, рабочий день — 6 часов.
(30*60*6)/4000*0.3=0.81
Производство в день — 0.81 м² на станок.
Ткань площадью в 0.81 м² требует дня работы единорожки.
Хотя, тут всё зависит от мастерства. Есть единорожки, кто и 8 метров сделают за день на десяти станках, и 16 метров на двадцати. А есть и другие, которым попросту нравится ткать украшенные рисунками и узорами ткани. Вообще, рогатые находят ткачество весьма занимательным делом, для них ведь это чисто интеллектуальный труд.
Рабочая неделя 5 дней (из шести). В году 300 рабочих дней.
Производство в год — 243 квадратных метра на станок.
От единорожек требуется сделать 6 633 000 м² в год (5.5 м² на каждую пони). В Эквестрии доступно 35 000 000 единорого-дней. На производство тканей потребуется 8 200 000 рабочих дней. Это 24% от всех трудовых ресурсов рогатого народа но вполне допустимое число.
Каждая единорожка-ткачиха может обеспечить тканями 44 понек.
В Эквестрии 118 000 взрослых единорогов, а всего 1 206 000 пони. Значит ткачей среди единорогов чуть больше 28 300 (24% от числа взрослых единорогов). Столько же в Эквестрии и ткацких станков.
Но всё же в век промышленной революции число должно быть меньше. Мануфактуры, где профессионально владеющие левитацией единорожки работают сразу с дюжиной станков постепенно вытесняют с рынка простых ткачей.
=== Бумажная промышленность Эквестрии: ===
Важнейшая часть промышленности, можно сказать фасад развития страны.
Для примера:
Российская империя 1850 года.
Население: 57 миллионов человек.
Производство бумаги: 21 000 тонн (150 предприятий, 10 000 рабочих).
В те времена ещё не умели перерабатывать древесину: использовали растительное сырьё, ветошь и даже солому.
Всего-то 0.36 килограмма бумаги на человека.
Российская империя 1915 года.
Население: 90 миллионов человек.
Производство бумаги: 400 000 тонн (212 предприятий, 3.5% мирового производства)
Уже повсюду очищают древесную целлюлозу и строят бумагодельные машины узкой специализации.
Всего 4.44 килограмма на человека.
В современности бумажной продукции производят от десятков до сотен килограмм на человека, всё зависит от уровня развития страны. И в основном это бумажные упаковки, затем туалетная бумага и одноразовые салфетки, на третьем месте листы офисной бумаги и газеты.
Бумага нужна всем и всегда. Пони знают технологию её производства с глубокой древности: тогда они брали излишки хлопчатника, перерабатывали изношенную ткань. Но в век технологического прогресса на смену старым мануфактурам пришли фабрики, автоматизированные и энергоэффективные.
В Эквестрии умеют очищать древесную целлюлозу. Пони Сталлионграда и Мэйнхеттена вырубают местную сосну, затем измельчают её в крошку и кипятят в растворе гидроксида натрия, чтобы удалить лигнин. Затем получившуюся массу фильтруют, отжимают и пускают тонким слоем на конвейер из металлической сетки. В сушильном цехе бумажную массу прессуют горячими валиками, пока не просохнет. Волокна сухой целлюлозы сплетаются, так и получаются бумага.
Конечно, в этому процессе много разных хитростей. Качественную бумагу нужно отбелить, например хлором, затем добавить немного клея, чтобы лучше впитывались чернила. Особенно прочная, тонкая и гладкая бумага получается из сырья хлопчатника, что поднимает её цену во много раз. Но для газет всегда хватало и кое-как очищенной древесины.
Так сколько бумаги производят пони?
==== Бумага: потребности эквестрийцев ====
Газеты и книги, письма и бумаги. А также многое другое.
Газеты:
Основа культурной жизни страны, фундамент грамотности населения, и просто замечательная штука, что скрашивает дни.
Пример из мира людей:
Известная подпольная газета 1860 годов «Колокол»
С учетом допечаток, за десять лет существования газеты было выпущено около полумиллиона экземпляров. Во времена наибольшей популярности издания тираж номера доходил до 2500-3000 экземпляров, а с повторными тиражами до 4500-5000, что сделалось соизмеримым с тиражами наиболее крупных легальных российских газет (10-12 тысяч экземпляров) того времени.
Тираж в 3000 экземпляров и выпуск дважды в месяц впечатлял, особенно для страны, где грамотными были от силы 3% населения, а интересовались чем-то посложнее библии и деловых бумаг не больше 10% от от них. В стране с 60 миллионами населения это всего лишь 180 000 целевой аудитории.
Но эквестрийские пони грамотнее людей. В сёлах и деревнях есть государственные начальные школы, в городах училища. Мелких жеребят заставляют отсидеть свой срок, благо недолгий, обычных пони учат не больше шести лет. В Эквестрии читают все, грамотными можно считать 90% населения, потому что оставшиеся 10% ещё слишком мелкие, чтобы азбуку знать.
Главная проблема газетного бизнеса в Эквестрии, это понячья дружность. Редко кто покупает газеты только для себя: пони берут подписки для всех друзей. Так получается, что жители какой-нибудь маленькой деревушки покупают буквально каждую газету в стране, но всего по несколько экземпляров, а затем собираются в ратуше и просят самую грамотную кобылку прочитать вслух.
Каждая газета в эквестрии проходит через 5-10 копыт, прежде чем пойти на растопку, макулатуру, или, если повезёт, найти покой в архиве одной из многочисленных библиотек.
Жеребячий вестник
Пример типичной эквестрийской газеты, взлетевшей всего за год, на скандалах, расследованиях и борьбе за свободу жеребят.
Размеры листа: 0.5*0.5=0.25 кв.метра
Площадь как у листа формата A2.
Плотность газетной бумаги: 65 грамм/кв.метр
В газете 6 полос
Масса бумаги: 0.25*65*6=98 грамм
Газета весит 100 грамм.
Целевая аудитория:
Юные пони 11-19 лет: 140 000 (11% населения) Детям младше мама не разрешает, а для старших проблемы мелочи далеки.
Жители городов — 50% населения. Сельские земнопони консервативны, всякую гадость не позволяют маленьким читать.
Компании по 5 жеребят. Жеребята бедные, они всем миром скидываются на номера.
Вычисление: 140000*0.5/5=14000
Покупатели «Жеребячьего вестника» — 14 000 пони. Еженедельный тираж должен быть не меньше 20 000, чтобы не бояться случайностей и идти в рост.
Масса бумаги на еженедельный тираж — 2 тонны. В году 60 недель, а значит затраты бумаги — 120 тонн (почти 0.1 килограмма на каждую пони страны).
По меркам Эквестрии «Жеребячий вестник» — серьёзный бизнес.
Средний жеребёнок покупает 12 газет в год. Взрослые горожане покупают вчетверо больше, по 48 газеты, а селяне не больше 24 газет, зато на всех.
Всего: 140000*12+(603000*0.9-140000)*48+603000*0.9*24=34034400 газет в год.
В Эквестрии выпускают 34 миллиона газет в год, их масса 3400 тонн (2.8 килограмма на пони).
Для сравнения:
Численность населения РСФСР по переписи 1989 года — 147.4 млн человек.
Газет и журналов — 31 800 миллионов (по 216 на каждого человека).
Книги:
Для примера антикварная книга:
«Происхождение животного мира» В. Гааке. 1902 год размер: 26х18 см, 634 стр, вес: 1,5 кг.
Отличается тонкой качественной бумагой и цветными иллюстрациями. В начале 20 века уже умели делать такие.
Теперь эталонная понячья книга:
Приключения Дэринг Ду
Истории дальних земель и полосатых народов.
Размеры страниц: 0.2*0.3=0.06 кв.метра
Чуть меньше формата A4.
В книге 260 страниц и 2 листа обложки.
Плотность бумаги — 80 грамм/кв.метр
Плотность обложки — 640 грамм/кв.метр
Вычисление массы: 0.06*260*80+0.07*2*640=1338 грамм
Плюс вес переплёта.
Книга весит 1.5 килограмма.
Есть тома большего размера, есть меньшего, но в общем понячьи книги массивнее, чем в мире людей, с прочными обложками и переплётами, укреплёнными латунированной проволокой. Всему виной неаккуратные пегаски с земнопонями.
Пони покупают не так уж много книг: по одной на каждого сельского жителя, по две на горожанина — всего 1.5 книги на пони в год. Качественная книжная бумага стоит недёшево, поэтому простые пони не могут позволить себе больше. Да и то, на долю большинства населения приходится не больше половины купленных книг. За новинками следят пони побогаче, а обычные довольствуются библиотеками.
Для сравнения: По количеству проданных за год книг на душу населения США 21 века немного уступает России – 2,68 книги против 2,72.
Это в 1.8 раза больше, чем в мире маленьких пони.
С продажами книг всё печально, но эквестрийская сеть библиотек великолепна. Государственный книжный фонд покупает треть каждого тиража, а также поддерживает издание учебников и просветительских брошюр. Полугода не проходит, как самые новые книги расходятся по библиотекам сёл и деревень.
В Эквестрии чем больше у писателя тираж, тем больше прибыль от государственных закупок. Цензурный аппарат бдит: что-нибудь антиобщественное в теории можно издать, но печатать придётся за свой счёт, ибо издательства с библиотеками ссориться не любят.
Богиня и правительство покупают не меньше 0.5 книги на каждую пони в год. И это, между прочим, 905 тонн хорошей бумаги и большие отчисления авторам. Но ведь нужно чему-то учить бедных сельских жеребят?.. Так получается, что каждая пони в стране читает около двенадцати книг в год, библиотечные тома проходят через 10-20 а то и большее число читателей.
На каждую пони в Эквестрии выпускают 2 книги в год, их общая масса 3618 тонн (3 килограмма на пони).
Письма
Благодаря пегаскам путешествия в Эквестрии стоят недорого и пони западных поселений имеют на востоке родственников и друзей. Те же пегаски организуют почтовые службы, в основном небольшие частные конторы, жестоко конкурирующие друг с другом. В противовес им есть государственная почта, бесплатная для писем, но очень и очень неспешная.
Пони не используют почтовые марки, до идеи конвертов в Эквестрии пока что тоже не доросли: письма пишут на больших почтовых листах, которые затем складывают, подписывают и запечатывают сургучом. Почтовые ящики без марок неприменимы, поэтому в отделениях почтамта вечно собираются очереди, а владельцы торговых лавок подрабатывают на передаче писем.
С организацией всё ясно, теперь время разобраться, сколько писем и какого объёма отправляют пони.
Письмо, богине, в Кантерлот
Размеры листа: 0.5*0.2=0.125 кв.метра
Подобно листу A3.
Плотность бумаги — 120 грамм/кв.метр
Вычисление массы: 0.125*120=15 грамм
Почтовый лист весит 15 грамм.
Сколько текста уместится на таком листе?
Письменность пони слоговая: один символ, это один слог.
Средний размер символа понячьей каны: 0.015*0.015=0.000225 м².
Поням неудобно держать стилус во рту, они пишут крупно.
Лист используется неэкономично, не больше 50% занято символами:
(0.125*0.5)/0.000225=278 символов на лист.
Среднее число слогов на слово — 2.5
Среднее число слов на письмо — 110
Сельские пони пишут на уровне школьных сочинений 5-го класса. Они рассказывают друзьям о том, сколько батата дал урожай, о повседневных заботах и делах. Городские пони в большем числе пересылают деловые бумаги, да и друзей из дальних мест у них хватает. Можно с уверенность сказать: пони пересылают письма не реже, чем двуногие с далёкой Земли.
Для примера:
Численность населения РСФСР по переписи 1989 года — 147.4 млн человек.
Число отправленных писем — 5 000 млн писем в год (в среднем 34 письма на человека)
Сельские пони пишут по 15 писем в год, а городские по 30:
Число писем (не считая неграмотных жеребят):
603000*0.9*15+603000*0.9*30=24421500
Масса среднего письма — 15 грамм.
Вес всех писем: 24421500*15=366322500 грамм (366 тонн)
Каждая пони использует 20.25 (0.3 килограмма) почтовых листов в год, их общая масса — 366 тонн.
Листы для печати и письма
Сельские пони записывают объёмы урожаев, городские ведут учёт своих ремесленных/торговых дел, чиновники пытаются за всем уследить. Но больше всего бумаги тратят жеребята.
Начальные школы Эквестрии обучают жеребят всего три года, ещё три года учёбы называют средним образованием. Профессиональные училища и университеты мучают понек ещё шесть лет, вот только немногие достаточно богаты, чтобы учиться в них.
Средний срок обучения в Эквестрии — 6 лет.
Пони не используют тетради, они пишут на тех же почтовых листах, плотных и желтоватых, а затем подшивают их на переплёт. Газетная бумага в Эквестрии стоит гораздо дешевле книжной, поэтому всё так.
Лист для письма
Размеры листа: 0.5*0.2=0.125 кв.метра
Вдвое меньше, чем газетный лист
Плотность бумаги — 120 грамм/кв.метр
Вычисление массы: 0.125*120=15 грамм
На листе пишут с обеих сторон.
Среднее число символов — 556
Среднее число слов — 220
Лист весит 15 грамм.
В день усреднённый жеребёнок использует 3 листа. Учебный год длится всего 150 дней, как раз всю зиму, часть осени и весны, без учёта выходных это 125 дней. В год 375 листов (5.625 килограмма).
В Эквестрии приблизительно 9% населения — учащиеся, всего их 109 000 жеребят. Каждый год жеребята исписывают 613 тонн посредственной бумаги и бесчисленное множество мелков.
Как подсказывает опыт человечества, расход бумаги школьниками и бюрократами сравним. Поэтому можно считать, что примерно 620 тонн бумаги используют чиновники и служащие разных фирм. Обычным же пони хватает 360 тонн бумаги, примерно столько же, сколько и на письма.
В Эквестрии используют 1600 тонн письменной/печатной бумаги в год (1.33 килограмма на пони)
Прочие расходы:
Туалетную бумагу в Эквестрии не делают, пони предпочитают мыться чаще; зато в ходу салфетки, чтобы вытирать мордочку после еды. Упаковочные материалы из бумаги редки, но всё же картонных коробок делают немало; а также стоит учесть обои, которыми нередко обклеивают богатые дома.
В общем и целом на прочие расходы уходит 1200 тонн каждый год (чуть меньше 1 килограмма на пони).
Эквестрии требуется:
Бумаги:
3400 тонн на газеты.
3618 тонн на книги.
366 тонн на письма.
1600 тонн на бумаги.
1200 тонн прочие расходы.
Всего: 3400+3618+1600+1200=9818 тонн
Ещё нужно учесть продажу: прежде всего грифонам и зебрам Эверглейдса, и попытки научить грамоте других тёмных зверей. Плюс к этому неизбежные потери. Производство должно быть в полтора раза больше потребностей: 9818*1.5=14727 тонн
Каждый год в Эквестрии производят 15 000 тонн бумаги (12.4 килограмма на пони).
Что в 2.8 раза больше, чем в Российской империи 1915 года. Учитывая, что в России тогда грамотными были от силы 35% населения, достижение Эквестрии не столь уж велико.
Для сравнения:
Численность населения СССР по переписи 1989 года — 286.7 млн человек.
Производство целлюлозы в 1988 году — 8.75 млн тонн (31 кг на человека)
Производство бумаги — 6.32 млн тонн (22 кг на человека)
Производство картона — 4.5 млн тонн (16 кг на человека)
Газетная бумага и картон, это далеко не чистая целлюлоза.
==== Производство бумаги: расход древесины ====
Выход целлюлозы из древесины — около 60%, но многое зависит от дерева.
Пример из мира людей:
Норма расхода на производство одной тонны картона — в среднем 1.6 кубометров древесины.
Норма расхода на производство одной тонны газетной бумаги — в среднем 2.8 кубометров древесины.
На производство тонны печатной бумаги требуется примерно 3.5 кубометров древесины.
Производство целлюлозы в Эквестрии далеко не столь технологичное, как в мире людей. Поэтому буду считать, что тонна бумаги требует 5 кубометров сосны.
Производство 15 000 тонн бумаги потребует 75 000 кубометров древесины сосны.
В 68 раз меньше, чем на дрова. И в 12 раз меньше, чем на уголь.
=== Производство кварцевых монокристаллов: ===
Приблизительно 20% эквестрийских волшебников владеют искусством трансфигурации в достаточной мере, чтобы превращать простой песок в монокристаллы.
Из них 400 обычные чародеи, а 50 — метамаги.
Всего им доступно 717 500 рабочих дней, или 28 700 000 МДж энергии в год.
Вернее 144 000 дней обычных волшебников и 18 000 дней метамагов.
Энергия связи диоксида кремния — 106 ккал/моль (443.5 кДж/моль); молярная масса — 60.08 г/моль
Энергия диссоциации кварца — 7.3 кДж на грамм.
Что вполне сравнимо с энергией ионизации алюминия — 10.928 кДж/грамм
Преобразование 5.4 килограмма кварца в день — максимум для обычного чародея. Учитывая, что КПД процесса не больше 50%, получается приблизительно 2.5 килограмма.
2.5 килограмма монокристаллов = 1 день работы волшебника.
Доступно чуть больше 700 000 рабочих дней. Значит в год изготавливают 1 750 000 килограмм монокристаллов.
Производство монокристаллов — 1750 тонн. По 1.45 килограмма на пони в год.
Вдвое меньше, чем производство меди.
Монокристаллы производят массово (волшебникам ведь нужно тренироваться), так что сверхпрочное стекло стоит лишь немногим дороже латунных изделий, а кристаллическая посуда не дороже фарфора.
Создание кварцевых волокон требует от волшебника большего таланта, их производят в основном на нужды флота и промышленности. Хотя, канаты и ткани с прочностью арамидов нужны очень и очень многим.
Производство маховиков:
Не больше 10% от массы кристаллов достаточно прочны. В год производят 175 тонн маховиковых кристаллов, 125 тонн из них идёт на малые маховики, с весом кристалла 100 килограмм, остальные на многотонные-промышленные.
В Эквестрии производят 1250 стокилограммовых маховиков в год. А также 50 массой в 1 тонну.
10-тонные маховики делают очень редко, в эквестрийской промышленности для них мало задач.
В стране 600 деревень и 4800 малых фермерских поселений. Многие фермеры могут позволить себе иметь в хозяйстве маховик.
Энергоёмкость 100-килограммового маховика — 500 МДж.
Энергоёмкость 1-тонного маховика — 5 000 МДж.
Энергоёмкость 10-тонного маховика — 50 000 МДж.
100-килограммовый маховик = 40 дней работы волшебника-специалиста.
1-тонный маховик = 400 дней работы для волшебника, 13 дней для метамага.
10-тонный маховик = 4 000 дней работы для волшебника, 126 дней для метамага.
Вся промышленность Эквестрии держится на маховиках. Ведь ни одна пегаска не захочет крутить ротор шесть часов кряду, а так достаточно только зарядить маховик и энергии производству хватит на часы.
Например, 100-килограммовый 500-МДж маховик может обслуживать прядильную машину мощностью в 34 кВт не меньше 4 часов. За это время машина произведёт 4 килограмма отличной хлопковой пряжи. А 4 килограмма пряжи, это 20 метров ткани, или тёплые плащи для четырёх поняш.
Поням Эквестрии требуется всего-то 60 300 плащей в год. Работая без остановок 360 дней та же прядильная машина обеспечит одеждой 8640 понек.
=== Исследование лёгкой промышленности: выводы ===
Производство сырья:
7350 тонн хлопка-сырца
2400 тонн льна-сырца
Производство пряжи — около 6600 тонн
Прядильных машин — 1000 установок (120 000 веретен)
Суммарная мощность: 34 000 кВт
Суммарная продукция: 1000 кг пряжи в час (24 тонны в сутки).
1 килограмм пряжи = 122.4 мегаджоуля кинетической энергии
Производство текстиля:на одну пони (всего)
Верёвки и канаты — 11 метров на пони (12 400 000 метров всего)
Хлопчатая ткань — 3.6 м² на пони (4 342 000 м² всего в год)
Льняная ткань — 1.92 м² на пони (2 316 000 м² в год)
Ткацких станков — 28 300 штук
Продукция: 243 метра в год на станок.
0.81 м² хлопчатой ткани = 1 день работы единорожки.
Производство бумаги — 15 000 тонн в год (12.4 кг/пони)
Расход древесины — 75 000 кубометров сосны (5 кубометров/тонна)
Монокристаллы: 1750 тонн в год (1.45 килограмма на пони)
2.5 килограмма монокристаллов = 1 день работы волшебника.
Маховики:
100-кг маховик (500 МДж) — 1250 в год
40 дней работы волшебника-специалиста на каждый.
1-тонный маховик (5 ГДж) — 50 в год
13 дней работы метамага на каждый.
10-тонный маховик (50 ГДж) — (исключительно редко)
126 дней работы метамага на каждый.