Tuulik: kuidas tuul veskikivid pöörlema paneb

Tuuliku tiivad on pikuti veidi keerdus, ja seepärast ei lükka tuul, mis puhub neile eestpoolt, neid taha, vaid keerab neid kogu aeg samale poole. Tiivad pöörlevad koos võlliga, mille külge need on kinnitatud. Suur hammasratas sellel võllil pöörab väiksemat ratast püstvõllil ja see viib liikumise tuulikus alla kuni veskikivideni.

Veskikivid lebavad üksteise peal. Alumine seisab, ülemine pöörleb selle kohal ja vili, mis kukub selle keskel olevasse avasse, jahvatatakse nendevahelises kitsas pilus jahuks. Kõik see toimib ainult siis, kui tiivad seisavad otse vastu tuult. Seepärast pöörati vanemate tuulikute puhul kogu tuulikut ja hilisemate puhul ainult katust koos tiibadega.

Kuidas tuul tiivad pöörlema paneb ja liikumine kivideni jõuab

Tuuliku tiib on puidust võre, mille peale mölder pingutas purjeriiet ehk tugevat kangast. Enamikul tuulikutel on neli tiiba. Võre on piki tiiba veidi keerdus, nii et tuul surub riidele viltu ja tiib põikab alati samas suunas kõrvale. Eestpoolt vaadates pöörlevad Hollandi tuulikute tiivad vastupäeva.

Tuuliku jõudu reguleeris mölder sellega, kui palju riiet ta laotas. Nõrga tuulega pingutas ta selle üle kogu võre, tugeva tuulega rullis osaliselt kokku ja pidi selleks tuuliku seisma panema. 18. sajandi lõpust tekkisid Suurbritannias klappidega tiivad, mis kohandusid tuule tugevusega ise, näiteks William Cubitti tiivad aastast 1807.

Tiibadelt liigub liikumine läbi tuuliku mitmes etapis:

1. Tiivavõll. Tiivad on kinnitatud peaaegu horisontaalsele võllile tuuliku peas. Kui tiivad pöörlevad, pöörleb kogu võll.
2. Pidurratas. Võllil on suur hammasratas, mille hambad on külje peal. Seda nimetatakse pidurrattaks, sest selle ümbermõõdu ümber on pidur: kui mölder selle pingule tõmbas, ratas ja tiivad aeglustusid või peatusid.
3. Püstvõll. Pidurratta hambad haakuvad püstvõllil oleva väiksema rattaga. See rattapaar muudab pöörlemise ümber horisontaalse telje pöörlemiseks ümber vertikaalse telje ja püstvõll viib liikumise läbi tuuliku korruste alla.
4. Kivide ratas. Püstvõllil allpool on veel üks suur hammasratas. See haakub väikeste ratastega, millest igaüks käitab ühte paari veskikive. Väikese ratta sai haardest välja nihutada, nii et üks kivipaar võis seista, kui teised jahvatasid.
5. Veskikivid. Ülemine kivi pöörleb alumise kohal, mis ei liigu. Ülemine kivi võib kaaluda üle tonni ja just selle raskus aitab vilja jahvatada.

Väiksemates tuulikutes, kus kogu seadeldis oli ühes pööratavas puitkeres, käitas tiivavõlli ratas kive ka otse, ilma pika püstvõllita. Põhimõte on sama: hammasrattad kannavad tiibade pöörlemise üle kivi pöörlemiseks.

Vili kukub ülevalt ülemise kivi keskel olevasse avasse ja satub kivide vahele. Nende pindadesse on raiutud sooned, mis pöörlemisel vilja lõikavad ja jahvatavad ning lükkavad jahu serva poole, kus see kivide vahelt välja tuleb. Kivid ei tohi seejuures üksteist puudutada. Nendevahelist pilu seadis mölder nii, et tõstis või langetas ülemist kivi veidi: mida väiksem pilu, seda peenem jahu.

Miks tuulik peab olema pööratud tuule poole

Tiivad annavad kõige rohkem jõudu, kui nad seisavad tuulega risti, otse selle vastu. Kui tuul pöördub ja puhub küljelt, püüavad tiivad seda vähem ja tuulik kaotab jõudu. Loode-Euroopas, kus tuul sageli suunda muudab, pidi seepärast igal tuulikul olema võimalus tiibu tuule järgi pöörata.

Esimesed Euroopa tuulikud, mille tiivad pöörlevad vertikaalses tasapinnas, ilmusid 12. sajandil Põhja-Prantsusmaal, Flandrias ja Ida-Inglismaal. Vanim kindel mainimine pärineb Inglismaalt Yorkshire’ist aastast 1185. Esimene tüüp oli pukktuulik ja 13. sajandi lõpu poole lisandus kindla torniga tuulik. Mõlemad tüübid lahendavad pööramise erinevalt:

Hollandi tuuliku torni ei pea pöörama, nii et see võis olla kõrgem ja tiivad pikemad. Pikad tiivad kõrgel püüavad rohkem tuult ja tuulik töötab ka nõrgema tuuleõhu korral.

Aastal 1745 patenteeris inglise sepp Edmund Lee tuuleratta. See on väike tuuleratas katuse taga, risti suurte tiibadega. Seni kui tuul puhub tuulikule küljelt, pöörleb tuuleratas ja pöörab hammasrataste kaudu aeglaselt katust. See peatub alles siis, kui seisab tuulega paralleelselt, ja siis on suured tiivad täpselt vastu tuult. Tuulerattad levisid peamiselt Inglismaal, Taanis ja Saksamaal, mujal jäid need haruldaseks.

Mõlemat tüüpi tuulikud seisid ka Slovakkias. Holíčis kujutab 1801. aasta gravüür Saksa tüüpi puittuulikut, mis pöördus sabapuu abil tervikuna tammepostil. Hiljem ehitati sinna kolmekorruseline Hollandi tüüpi kivituulik, mis pärineb 1880. aastatest. Kuni 1926. aastani oli sellel pööratav kooniline katus koos tiibadega, seejärel asendati see telliskuppeliga. See on ainus säilinud tuulik Slovakkias.

Miks tuulikud maastikult peaaegu kadusid

Tuulikud ei kadunud korraga ega tõrjunud neid välja üks leiutis. 19. sajandil ehitati neid Euroopas veel palju. Nende saatuse otsustasid uued jahvatusviisid ja uued mootorid, mis said töötada tuulest sõltumata.

19. sajandi teisel poolel tekkisid suured aurujõul töötavad veskid. Kivide asemel jahvatasid neis vilja metallvaltsid paljudes järjestikustes etappides. Selline jahvatamine sobis kõvale sisseveetud nisule ja andis rohkem peent valget jahu, mille järele nõudlus kasvas. Suured veskid ehitati sadamate ja veeteede äärde, kuhu vili toodi laevaga.

Väikesed viljaveskid, mis jahvatasid ümbruskonna küladele, pidasid kauem vastu. Hollandis ei suutnud kallid aurumasinad nendega kaua konkureerida. Vähenema hakkasid need peamiselt siis, kui tulid sisepõlemismootorid ja elektrimootorid, 20. sajandi esimestel kümnenditel. 1880. aastate algusest kuni 1923. aastani kadus seal peaaegu 30 % tuulikutest.

Sarnane saatus oli ka Holíči tuulikul: jahvatamine lõppes seal pärast Esimest maailmasõda ja seejärel lagunes see kaua. Täna on see rahvuslik kultuurimälestis.

Mida tuuliku mudeli juures tähele panna

Tuuliku mudel näitab samu osi nagu päris tuulik, sageli lihtsustatult. Milliseid neist sinu mudelil on ja millised liiguvad, saad teada selle juhendist ja piltidelt. Vaatamisel keskendu nendele kohtadele:

• Tuuliku tüüp. Vaata, kas mudel seisab postil ja pöördub tervikuna või on sellel kindel torn ja pööratav katus. Torntuuliku puhul otsi katuse tagant sabapuud või tuuleratast.
• Tiivad. Loe need kokku ja pane tähele, kas neil on võre nagu päris tiibadel, mille peale riie pingutati. Vaata neid küljelt: kui labad on üksteise suhtes veidi viltu, näed sama keerdu, mis tiivad tuules pöörlema paneb.
• Koht, kus pöörlemissuund muutub. Leia koht, kus tiivavõll siseneb tuuliku pähe. Kui mudel näitab ülekannet, on seal kaks hammasratast, mille teljed moodustavad täisnurga. Siin muutub horisontaalne pöörlemine vertikaalseks, täpselt nagu päris tuuliku pidurratta juures.
• Püstvõll ja kivid. Vaata, kas püstvõll viib tornist alla ja kas mudel kujutab veskikive. Võrdle, mitu hammasratast on tiibade ja kivide vahel.
• Ajam. Mudelil ei teki liikumine tavaliselt tuules, vaid näiteks üles keeratud kummipaelas või vända keeramisel. Uuri juhendist, millise ratta kaudu liikumine mehhanismi jõuab. Päris tuulikus liikus jõud tiibadelt kivideni, mudelil võib see liikuda vastupidi, ajamilt tiibadeni.

Valmis mudeli võid välja panna ka tiibadega asendis, millega Hollandi möldrid ümbruskonnale sõnumeid saatsid. Ristikujulised tiivad nagu plussmärk tähendasid, et tuulik puhkab vaid lühidalt ja mölder jätkab varsti. X-tähe kujulised tiivad tähendasid pikemat puhkust. Tiibadega teatati ka rõõmust ja leinast, kuid täpne asend erineb piirkonniti.

Kui valmis mudeli tiivad või hammasrattad pöörlevad raskelt või jäävad kinni, leiad hõõrdumise otsimise käigu artiklist Mehhanism jääb kinni: leia hõõrdumine ja kõrvalda see.

Kui tahad neid osi oma mudelil uurida, võid valida puitmudeli Tuulik Eco Wood Art. Poe kirjelduse järgi on sellel 227 detaili, mis sobituvad kokku ilma liimita, tiivad pöörlevad pärast kokkupanekut tänu kummipaelaga ajamile ja torni avatud konstruktsioon laseb mehhanismi sisse vaadata. Tuulik Eco Wood Art on poe andmetel mõeldud alates 14. eluaastast.

Korduma kippuvad küsimused