Строительство пирамиды (ч. 2)

3. Описание метода

Строительство пирамиды может быть разделено на четыре этапа:

• Подготовка места работы;
• Сооружение ядра;
• Облицовка и отделка;
• Производство элементов;

3.1. Подготовка области работы

Область работы должна быть очищена от песка и скальных пород, поверхность должна быть гладкой, чтобы позволить горизонтальную транспортировку элементов.

Предположим, что требуется работа 1 человека в течение приблизительно 2 часов, чтобы очистить один квадратный метр. Тогда две команды по 115 человек будут работать друг за другом в течение 460 часов или 5,5/0,7=9 недель, чтобы полностью очистить площадку. Для каждого рабочего, расчищающего поверхность, нужна еще команда из четырех человек, которая должна удалять расчищенный песок и камни за область работ. Общая рабочая сила, необходимая для этой деятельности - 2·115·5=1150 человек сроком на 9 недель. Эта работа должна быть закончена прежде, чем начнется сооружение ядра.

3.2. Строительство ядра

Много теорий было выдвинуто относительно основного строительства. Большинство из них включает использование скатов, чтобы транспортировать элементы к платформе работ. Существует три возможных варианта скатов: длинный скат, короткий крутой скат с горизонтальным плато и спиральный скат. Но есть и несколько проблем. Это касается объема ската, который будет построен. В сценариях с длинным или коротким скатами объем этих структур был бы больше объема самой пирамиды. В случае спирального ската главной проблемой будет равновесие. Наклон самой пирамиды - более чем 50°, таким образом стена ската должна быть еще более крутой. Все это очень хорошо проанализировал Ходжес.

Основное строительство разделяется на два действия. Сначала элемент должен быть поднят до необходимого уровня работ, а затем помещен в окончательное положение.

На сторонах и вершине пирамиды команды могут работать в "домкратных" линиях, как показано на рисунке 4.

Рис. 4. Распределение рабочих команд на пирамиде

Подъемные команды могут работать только с двух сторон пирамиды одновременно. При работе более чем на двух сторонах платформа не может быть разделена на равные квадратные области, необходимые для гарантии непрерывной подачи элементов. Работа с одной стороны была бы не эффективна. Работая с трех или четырех сторон, команды окажутся на пути друг у друга. Сохранение двух наклонов может использоваться, чтобы поднять большие плиты, необходимые для строительства камеры. Для этого может быть изменена геометрия, оставляя большие ступени, на которых помещают элементы большего размера. Когда в поднятии нестандартных элементов больше нет необходимости, ступени будут заполнены элементами стандартного размера. Между двумя бригадами на горизонтальной линии должно остаться место для наблюдателей. Также должно быть некоторое свободное место и между вертикальными бригадами. Рисунок 5 демонстрирует распределение команд по стороне пирамиды.

Рис. 5. Интервалы между бригадами

Поскольку блоки поднимаются каждые четыре метра, обеспечивается почти постоянный поток материала к рабочей площадке. Строительное время для каждого слоя фактически определяет время горизонтальной транспортировки на рабочей платформе, а не время, требующееся для поднятия элементов. Когда элемент достигает своего уровня в пирамиде, на свое конечное место он перемещается той же самой командой, которая доставила его к уровню. Это создаст непрерывный поток блоков на рабочей платформе. После того, как уложен ряд, команды спускаются по неиспользованным сторонам пирамиды и начинают новый цикл у основания, где они получают новый элемент для доставки к рабочей платформе. Максимальное число рабочих используется в момент укладки первых двух рядов, на полпути к рабочей площадке. Затем их количество постепенно уменьшается до тех пор, пока не уложены последние ряды. Когда кладется следующий уровень, число бригад снова увеличивается. Этот сложный поток людей и материала нуждается в очень хорошем управлении, время должно тратится с минимальными потерями.

Большая проблема этого метода – безопасность при подъеме элементов. Весьма вероятно, что блочный элемент может выйти из равновесия и покатиться вниз, создав при этом чрезвычайно опасную ситуацию. Из-за этой опасности вертикальная транспортировка должна быть реализована очень тщательно. Кроме потери времени в такой ситуации, это чревато человеческими жертвами, когда рабочие будут просто сброшены лавиной известняковых блоков.

В следующих пунктах этот метод определяется количественно, и оценивается полное строительное время ядра.

Вертикальная транспортировка

Элементы будут подниматься на необходимый уровень командами из 7 человек, использующих 4 рычага. Четыре человека управляют рычагами, два вставляют деревянные блоки-подпорки, а один человек координирует действия. "Домкратная" процедура заключается в следующем:

1. Рычаги помещаются в положение для первого "гнезда": два с каждой стороны, всего четыре. Элемент устанавливается на деревянные подпорки;
2. После завершения первого этапа дополнительные подпорки вставляются под камень с каждого конца;
3. Дополнительные подпорки должны быть вставлены под рычаги;
4. Начинается следующий этап.

Эта последовательность повторяется, пока блок не достигает следующего уровня.

		Рычаги-домкраты помещаются в первую позицию
		Установка дополнительных подпорок
		Дополнительные подпорки под рычаги и начало следующего этапа
		Повторение последовательности, пока не будут вставлены 8 подпорок и начнется горизонтальное передвижение
	Рис. 6. "Домкратная" процедура

Ходжес сделал тестовые замеры вышеупомянутой процедуры: для одного цикла требуется 25 секунд. С каждым этапом элемент поднимается на 100 мм, таким образом потребуется 8 полных циклов, чтобы поднять элемент на следующий уровень. Чтобы переместить элемент на следующую ступень, его необходимо передвинуть по горизонтали. Горизонтальная транспортировка осуществляется также при использовании рычагов методом переваливания. Ходжес определяет горизонтальную скорость передвижения для этого метода - 13 метров в час. Полный цикл перемещения блока к следующей ступени (0,73-метровое вертикальное и 0,575-метровое горизонтальное) занимает 359 секунд. В вычислениях будут использоваться 513 секунд (5,12 метров в час), принимая во внимание временные потери из-за отдыха, человеческой ошибки и прочего (эффективность 70 %).

Размещение элементов

Размещение блоков также проделывается методом переваливания, используемого в процедуре подъема. При вычислениях будет использоваться скорость 9,10 метров в час (70% от 13 метров в час). Расстояние между двумя командами на платформе соответствует времени, за которое одна бригада горизонтально уложит блок прежде чем следующая команда достигнет данного уровня. В нашем случае это расстояние: 9,10 * 4/5,12 = 7,11 метров. Получается немного больше, чем расстояние в горизонтальном направлении, но этого должно быть достаточно.

Вычисление строительного времени

Время строительства для каждого слоя вычисляется, используя следующие параметры.

• W - ширина пирамиды [230 м]
• H - высота пирамиды [146 м]
• z - высота элемента [0,73 м]
• l, b - размер элемента [1,17 м · 1,17 м]
• V_v - вертикальная скорость [5,12 м/ч]
• V_h - горизонтальная скорость [9,10 м/ч]
• S_v - вертикальный интервал [4 м]
• S_h - горизонтальный интервал [7 м]
• S_p - интервал на платформе [7,11 м]
• n - число [1 - 200] уровней

Для каждого слоя n высота h(n), ширина w(n) и число размещаемых блоков e(n) вычисляются так:

Время, за которое нужно разместить все элементы – это время между моментом, когда на рабочую платформу поступает первый ряд блоков, и моментом, когда уложен последний ряд. После каждого отрезка S_v/V_v=0,78 часа поступает новая партия. Все повторяется, пока последний ряд, с числом S w (n) / b, не будет уложен.

Элементы также должны быть боком передвинуты для заполнения рядов на среднее расстояние Ѕ.S_h метров. Вся последовательность повторяется S_h/l раз для полного заполнения платформы.

На рис. 7 проиллюстрирована последовательность размещения одного ряда элементов на платформе.

Рис. 7. Последовательность размещения

Теперь можно расчитать время строительства уровня:

Полное строительное время для ядра пирамиды (2556988 блоков) составит 45684 часа или 10,88 лет. У Ходжеса это время оценивается в 17 лет, но он использует полностью отличные предположения и методы. Вертикальная скорость в его вычислениях - 9,125 м/ч, что по-моему невозможно. Также эффективность строительства принята за 100%, что означает 17 лет работы без всяких ошибок и проблем! Горизонтальная транспортировка на платформе вообще не принята во внимание. Также число команд у Ходжеса одинаково для каждого уровня.

Таким образом с максимальной скоростью размещения блоков - 56 блоков в час – ядро строится в течение почти 11 лет. В таком случае карьер должен поставлять достаточно элементов. В пункте 3.4 карьерное производство будет рассмотрено более подробно.

Продолжение: часть 3