Техника промышленного переворота

ТЕХНИКА ЭПОХИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА (1760 - 1870гг.)

Содержание

Введение

ТЕХНИКА ЭПОХИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА (1760 - 1870гг.)

Глава1 . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭПОХИ

1.1 переход от мануфактуры к машинному производству

1.2 развитие технической науки и образования

1.3 развитие изобретательства и защиты прав изобретателей

Глава2 ПЕРЕХОД ОТ ГИДРО- К ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ, ЗАРОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

2.1 Дальнейшее совершенствование гидроэнергетики.

2.2 зарождение и развитие теплоэнергетики

2.3 зарождение и развитие электротехники

Глава3 РАЗВИТИЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕТАЛЛООБРАБОТКИ, МЕТАЛЛУРГИИ И ГОРНОГО ДЕЛА

3.1 Расширение номенклатуры металлообрабатывающего оборудования и его совершенствование.

3.2 совершенствование доменного процесса и способов ПЕРЕРАБОТКИ ЧУГУНА В ЖЕЛЕЗО

3.3 зарождение порошковой металлургии

3.4 начало производства инструментальных, легированных сталей и алюминия

3.5 механизация горных работ

Глава4 ПЕРЕВОРОТ В СРЕДСТВАХ ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ

4.1 переход от парусного флота к паровому

4.2 зарождение и развитие железнодорожного транспорта

4.3 зарождение автомобильного транспорта

4.4 создание велосипеда

4.5 развитие техники связи

Глава5. РАЗВИТИЕ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ И ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ

5.1 зарождение воздухоплавания и военного судостроения

5.2 совершенствование стрелкового оружия и артиллерии, ПОЯВЛЕНИЕ РАКЕТ

5.3 разработка взрывчатых веществ и совершенствование ТЕХНИКИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Глава 6 РАЗВИТИЕ ТЕКСТИЛЬНОЙ, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ И ДРУГИХ ВИДОВ ТЕХНИКИ

6.1 разработка механических прядильных и ткацких станков

6.2 механизация сельскохозяйственного производства

6.3 зарождение и развитие химической промышленности

6.4 развитие строительства и благоустройство

6.5 совершенствование способов освещения и добывания огня

6.6 развитие полиграфии, бумажного производства и совершенствование письменных принадлежностей

Глава 7 ИТОГИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ В ЭПОХУ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА

Заключение

Список литературы

Введение

Для профессиональной деятельности учителя технологии и предпринимательства знание истории развития техники и технологий крайне необходимо. Использование исторических аспектов зарождения и этапов развития техники и технологий позволяет реализовать в учебно – воспитательном процессе по технологии такие важные дидактические принципы как научность и последовательность, связь теории с практикой, делает учебный процесс более занимательным, позволяет активизировать познавательную деятельность учащихся.

Цель исследования – выявить наболее важные открытия и этапы развития техники и технологий в эпоху промышленного переворота.

Задачи исследования:

1. определить характерные особенности эпохи промышленного переворота;

2. выявить наиболее важные, существенные открытия в области техники в эпоху промышленного переворота;

3. обосновать эпаты развития техники и технологий в эпоху промышленного переворота.

Объект исследования - развитие техники и технологий в эпоху промышленного переворота.

Предмет исследования – этапы развития техники и технологий в эпоху промышленного переворота.

ТЕХНИКА ЭПОХИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА (1760 - 1870гг.)

Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭПОХИ

1.1 переход от мануфактуры к машинному производству

Промышленный переворот означал резкий скачок в развитии производительных сил, заключающийся в пере­ходе от мануфактуры к машинному производству. Он происходил в эпоху разложения и крушения феодально-крепостнических и утверждения капиталистических производственных отношений. Этот исторический отре­зок времени первой прошла Великобритания, затем США, Франция, Германия, Италия, Япония и Россия.

Переворот в промышленности стал возможен благода­ря научно-техническому прогрессу (НТП), который за­ключался во взаимном стимулировании развития науки и техники и ускорении темпов этого развития. В этот пе­риод технические знания начинают приобретать теорети­ческий характер, наступает время окончательного форми­рования научного технического знания, совершенствова­ния его средств и обобщения в форме научной теории.

Развитие средств и способов осуществления техноло­гических операций, накопление и комбинирование эле­ментов, повышающих их эффективность, являлось одной из существенных сторон технического прогресса. Это по­степенно вело к вытеснению ручных операций, созданию разнообразных машин и в конечном счете к возникнове­нию машинного производства. По словам К. Маркса: «Простые орудия, накопление орудий, сложные орудия. приведение в действие сложного орудия одним двигате­лем — руками человека, приведение этих инструментов в действие силами природы; машина; система машин, имеющая один двигатель; система машин, имеющая ав­томатически действующий двигатель, — вот ход разви­тия машин» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 4. С. 156).

Говоря о переходе к машинному производству необ­ходимо уточнить понятие машины, которому в разные пе­риоды придавалось различное содержание. Поистине классическим для того времени являлось определение машины, данное Марксом: «Всякое развитое машинное устройство состоит из трех существенно различных час­тей: машины-двигателя, передаточного механизма, нако­нец, машины-орудия, или рабочей машины».

1.2 развитие технической науки и образования

Если анализировать взаимоотношения науки и техни­ки в рассматриваемый период, то нельзя не заметить тен­денцию упрочения места науки в обществе, возрастания ее роли и усиления воздействия на развитие техники и материального производства. Как отмечал Ф. Энгельс: «Восемнадцатый век собрал воедино результаты прошлой истории ... знание стало наукой, и науки приблизились к своему завершению, то есть сомкнулись, с одной стороны, с философией, с другой практикой» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 1. С. 599).

Смыкание науки с практикой и явилось той областью, в которой технические науки приобрели самостоятельное существование и развитие. В процессе соединения науки с производством и естествознания с техникой и происхо­дило формирование технических наук.

Процесс становления технических наук начался с воз­никновения наук механического цикла, таких как теория механизмов, сопротивление материалов, детали машин. И это не случайно, поскольку механическая форма движе­ния материи была наиболее широко вовлечена в челове­ческую практику и ее познание логично предшествовало познанию других, более сложных форм движения мате­рии. Предшествовало этому становление экспериментального метода, проникновение науки в прикладную сферу, а также интенсивное развитие механики.

Важное значение для развития механики имели рабо­ты французского математика и механика Ж. Лагранжа, особенно его «Аналитическая механика» (1788). На ру­беже XVIII-XIX вв. возникает прикладная или, как ее тогда называли, практическая механика, занимающаяся непосредственно изучением работы машин, механизмов и сооружений, а также разработкой методов их расчета. В 1820-е гг. вышли в свет важнейшие труды французс­кого математика и инженера Ж. Понселе «Курс механи­ки в применении к машинам» и «Введение в промыш­ленную, физическую и экспериментальную механику».

В 1781 г. была издана «Теория простых машин» фран­цузского инженера и физика Ш. Кулона, ознаменовав­шая зарождение теории механизмов. Весомый вклад в ее разработку внесли и русские ученые С.Е. Гурьев, кото­рый в 1806 г. издал работу «Общее правило равновесия с приложением оного к машинам», а также П.Л. Чебышев, опубликовавший в 1853 г. свой труд «Теория меха­низмов, известных под названием параллелограммов». Будучи не только знаменитым ученым, но и талантли­вым изобретателем, Чебышев изобрел, построил и иссле­довал целый ряд чрезвычайно важных для техники механизмов.

В рассматриваемый период происходит также станов­ление технической химии, базирующейся на химической форме движения материи и электротехники, в основе ко­торой лежат электрические и магнитные явления. Про­исходят окончательная достройка научного технического знания, кристаллизация его средств и придание ему ста­туса научной теории, что и создало предпосылки для окончательного утверждения технических наук.

Научная техническая деятельность, зародившаяся еще в XV в., с тех пор непрерывно наращивалась и к концу рассматриваемого периода стала опережать разви­тие техники. В дальнейшем эта тенденция продолжала усиливаться. Люди, заинтересованные в развитии науки и техники, начали учреждать научные общества и академии, которые пытались решать теоретические и прикладные вопросы естествознания, а в ряде случаев и выполняли роль учебных заведений.

В 1866 г. образовалось Русское техническое обще­ство — ведущее научно-техническое общество России, в ко­тором работали Д.И. Менделеев, А.Н. Крылов, Д.К. Чернов, Н.Е. Жуковский и др. выдающиеся ученые. В 1868 г. возникло Русское химическое общество, четыре года спу­стя — Русское физическое общество, которые в 1878 г. объединились в Русское физико-химическое общество.

Предшественницей современных высших техничес­ких учебных заведений можно считать образованную во второй половине XVI в. во Флоренции Академию «Дель Дисенья», которая впервые воплотила в жизнь требова­ния, необходимые при подготовке квалифицированных инженеров. Преподавание математических наук там на­ходилось на более высоком уровне, чем в итальянских университетах, кроме того, преподавались курсы проекти­рования машин, строительства мостов и крепостей, уст­ройства улиц и прокладки каналов.

Развитие производительных сил, породившее по­требность в подготовке специалистов естественнонауч­ного профиля, способствовало усилению наметившейся тенденции к политехнизации обучения в университе­тах ведущих европейских государств. Тенденция пово­рота к техническим знаниям наблюдалась и в деятель­ности национальных академий. Наибольших успехов добилась российская Петербургская академия наук в период (1743), когда ее возглавил А.К. Нартов. Ее ака­демические мастерские, которыми с 1769 г. руководил И.П. Кулибин, стали крупнейшим центром отечествен­ного приборостроения.

До 1765 г. борьбу за сближение теории с практикой и за использование в промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве последних достижений науки воз­главлял М.В. Ломоносов. Эту деятельность в стенах Пе­тербургской Академии наук продолжили его ученики и последователи, в частности академик В.М. Севергин. По его инициативе с 1804 г. начал издаваться «Технологи­ческий журнал», в котором печатались труды по науке и технике не только русских, но и зарубежных деятелей.

Развитию технических знаний во многом способ­ствовал выпуск технической литературы, из которой особенно выделяется труд французских ученых Д. Дид­ро и Ж. Д'Аламбера «Энциклопедия, или Толковый сло­варь наук, искусств и ремесел», вышедший в 1779 г. В нем описано состояние техники XVIII в., ее материаль­ные и научные основы.

Началась подготовка специалистов технического про­филя и помимо университетов. Во Франции этим зани­малась учрежденная Г.Монжем и его соратниками в 1794 г. в Париже Политехническая школа, в которой впервые был введен курс теории механизмов. В сле­дующем (1795) году к этой работе подключилась и Кон­серватория технических искусств и ремесел, являющая­ся своеобразным хранилищем собранных моделей, образцов, проектов и чертежей механизмов и машин. В России еще до организации Академии и Университета, в 1701 г. была основана Школа математических и навигацких наук, а в 1712 г. — Инженерная школа, имевшие техни­ческий уклон.

1.3 развитие изобретательства и защиты прав изобретателей

Настоящими «двигателями технического прогресса» стали изобретатели. Особенно большой всплеск изобрета­тельской мысли вызвал социальный заказ на универсаль­ный двигатель, на который лишь в Англии во второй по­ловине XVIII в. было выдано более десятка патентов. Вы­дающимися изобретателями являлись творцы паровой машины И.И. Ползунов и Д. Уатт, деятельность которых рассмотрена ниже.

Среди выдающихся изобретателей в рассматриваемый период особенно выделяется русский механик-самоучка И.П. Кулибин. Под его руководством с 1769 г. в мастер­ских Академии наук начали создаваться навигационные и астрономические приборы, микроскопы, термометры, ба­рометры, насосы, точные весы, часы различных систем и др. Он сам изобрел множество различных механизмов, усо­вершенствовал шлифовку стекол для оптических приборов; создал целую серию часов, уникальных по конструкции; изобрел (1779) «зеркальный фонарь» — прототип прожек­тора, оптический телеграф; разработал проект 291-метрово­го одноарочного моста через Неву; изобрел лифт, гибкий протез ноги и др. Настоящим шедевром изобретательс­кой мысли являются его часы, выполненные в виде яйца, исполняющие мелодии и показывающие целые сценичес­кие представления.

Рост количества изобретений потребовал защиты прав изобретателей с помощью патентования (от лат. patens — свидетельство, грамота) изобретений и откры­тий, которое было впервые в 1623 г. введено в Англии, за­тем в США, в 1791 г. во Франции, в 1812 г. в России, в 1817 г. в Голландии, а затем в других странах.

Глава 2. ПЕРЕХОД ОТ ГИДРО- К ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ, ЗАРОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

2.1 Дальнейшее совершенствование гидроэнергетики.

Гидродвигатель в рассматриваемый период, с одной стороны, достиг своего совершенства, с другой — наиболее четко выявилось и его несовершенство.

Наиболее ярким образцом триумфа гидроэнергетики являлась уникальная Змеиногорская гидравлическая система на Алтае, созданная в 1780-х гг. Козьмой Дмитриевичем Фроловым. Им были применены самые мощные верхнебойные (верхненаливные) колеса, по своим размерам не имевшие аналогов в мире. Применена была наи­более совершенная каскадно-деривационная система (от лат. derivatio — отведение) с длиной отводных каналов 2740 м и тремя каскадами, так что вода последовательно проходила через три колеса. При этом подводные каналы и камеры были вырублены внутри горы и таким образом было устранено промерзание. С помощью сложной транс­миссионной системы водяные колеса приводили в дей­ствие рудоподъемные, рудо дробительные, рудопромывающие и водоотливные машины, а также лесопилки и кузни­цу. По существу это был первый в мире завод-автомат.

Детище Фролова было наивысшим достижением манифактурного периода и его заключительным аккордом, так как водяное колесо исчерпало себя — оно при­вязывало производство к рекам и ставило его в зависи­мость от непостоянства водной стихии. Водяное колесо являлось универсальным двигателем по техническому применению, но не универсальным по своему использо­ванию в промышленности и на транспорте, поскольку было связано с водяным источником. Сильнее всего ог­раниченность гидроэнергетики сказывалась в металлур­гии и горнорудном производстве. Маркс писал: «... употребление силы воды было связано с различными затруднениями. Нельзя было произвольно увеличить или сделать так, чтобы она появилась там, где ее нет; вре­менами она истощалась и, главное, имела чисто локаль­ный характер» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 23. С. 388).

В течение 14 веков (IV-XVIII) водяное колесо ис­правно служило человеку, являясь энергетической осно­вой производства, но в конечном счете потеряло перспек­тиву. Еще большими недостатками страдали ветряные двигатели, которые использовались там, где был недоста­ток в гидроресурсах. Нужен был источник энергии, не зависящий.от местных условий, который можно было ис­пользовать везде и обеспечивать мощность, определяемую потребностями производства.

Используя опыт, накопленный при создании водяных колес, изобретатели натолкнулись на идею создания во­дяной турбины, которая отличалась от водяного колеса искривленной формой лопаток и была рассчитана на большие скорости вращения. Еще в 1813 г. Алтайским механиком П. Залесовым подобная установка была по­строена на Сузунском заводе, но, как и детище Ползунова, опередило время и не получило тогда практического рас­пространения.

Позднее, в 1827 г., французский инженер Б. Фурнейрон создал первую практически пригодную гидравличес­кую турбину, запатентованную им в 1832 г. Предложи­ли свои конструкции водяных турбин Жан Понселе, Геншель и Жонваль, Фрэнсисе др. изобретатели. Но это были лишь первые попытки — время широкого исполь­зования турбин еще не наступило, о гидротурбинах «вспомнили» лишь в конце XIX в., когда появился новый, более достойный потребитель в образе динамо-машины для производства электроэнергии.

2.2 зарождение и развитие теплоэнергетики

Социальный заказ на универсальный паровой дви­гатель предопределили как состояние и потребности производства, так и развитие науки и всплеск изобрета­тельской мысли во второй половине XVIII в. Первым поставил задачу об универсальном двигателе в форме всеобщего перехода от гидроэнергетики к теплоэнергети­ке как задачу государственного значения и масштаба русский теплотехник Иван Иванович Ползунов. Он пер­вый спроектировал в 1763 г. двухцилиндровую паровую машину непрерывного действия, которая могла обеспе­чить непосредственный привод большинства существую­щих в то время машин-орудий.

Однако Ползунов своим изобретением намного опе­редил время. На Алтае, богатом гидроресурсами, его еще не вполне совершенное детище не могло в то время ус­пешно конкурировать с уникальными гидроустановками Фролова. А преждевременная смерть изобретателя не позволила ему довести начатое дело до конца. Запущен­ная в 1766 г., уже после его смерти, в упрощенном вари­анте (только для привода воздуходувных мехов) машина из-за поломок была остановлена и вскоре вообще ликви­дирована «за ненадобностью».

Вторая стадия создания универсальной паровой ма­шины непосредственно связана с промышленным пере­воротом в Англии и главную рель в этом сыграл англий­ский изобретатель Д. Уатт. Он оказался в нужнее время в нужном месте и потому был востребован. Он начал с того, что в 1769 г. получил патент на одноцилиндровую паровую машину простого действия, в которой рабочий ход осуществлялся под давлением пара, отводимого в конденсатор. Но эта машина не была универсальной, она выполняла узкие функции насоса для откачки воды.

Успех пришел к Уатту в 1774-84 гг., когда он создал свою знаменитую паровую машину с цилиндром двойно­го действия и запатентовал с целым рядом важных усовершенствований. К ним относятся прежде всего цент­робежный регулятор и механизмы преобразования посту­пательного движения штока во вращательное движение вала. Обеспечив Уатту приоритет в изобретении универ­сального теплового двигателя, его машина сыграла боль­шую роль в переходе к машинному производству. Отме­чая это событие, К. Маркс писал: «Великий гений Уатта обнаруживается в том, что в патенте, который он получил в апреле 1784 г., его паровая машина представлена не ^:как изобретение лишь для особых целей, но как универ­сальный двигатель крупной промышленности» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 23. С. 386).

Изобретение паровой машины означало наступление второго этапа промышленной революции, первый, как известно, начался с создания и применения машин в текстильном производстве. Как отмечал Маркс: «Паро­вая машина была первым действительно интернацио­нальным изобретением, и этот факт в свою очередь сви­детельствует об огромном историческом прогрессе» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20. С. 431). Развитие ма­шинного производства на теплоэнергетической базе выз­вало существенное расширение производства, с другой стороны, эта база сама нуждалась в совершенствовании техники, технологии и организации производства.

Дальнейшее совершенствование машины Уатта состо­яло в наращивании давления, которое в первых его образ­цах лишь незначительно превышало атмосферное. В 1800 г. американский изобретатель О. Эванс построил паросиловую установку с повышенным начальным дав­лением, обосновав повышение давления до 8-10 атм. Двумя годами позже английский изобретатель Ричард Тревитик совместно с Вивьеном получил патент на усо­вершенствованную паровую машину, в которой давление уже превышало 3 атм.

В 1804 г. соотечественник Тревитика инженер А. Вульф запатентовал машину повышенного давления в 3-4 атм. Используя расширение пара последовательно в двух цилиндрах, он добился повышения коэффициента по­лезного действия (КПД) более чем в 3 раза. Д. Перкинсом в 1822 г. в США и Э. Альбаном в 1828 г. в Германии были проведены опыты по созданию паросиловых уста­новок, работающих при давлении 45-50 атм., но они опе­редили уровень техники того времени и не имели прак­тического осуществления. После экспериментов, прове­денных в 1850-х гг. Г.А. Гирном во Франции, началось применение перегретого пара в паросиловых установках, обеспечивающее существенное повышение их КПД.

До конца рассматриваемого периода паровая машина двойного действия Уатта, продолжая оставаться основ­ным двигателем силовой установки подвергалась непре­рывному совершенствованию с целью повышения его мощности и экономичности. Усовершенствовались котел, непосредственно паровой двигатель, а также передаточ­ный механизм; повышалось начальное давление пара, применялись перегрев пара и его многократное расшире­ние, наращивались скоростные характеристики. От балансирного механизма, характерного для первых машин Уатта, перешли к кривошипно-шатунному, от золотнико­вого парораспределения — к клапанному.

Успеху становления парового двигателя способствова­ло развитие и становление теплотехники как науки и особенно труды Ж.Б. Фурье и Н.Л.С. Карно. Первый ус­тановил общие законы теплопроводности (1822), приме­нив специальные математические методы (ряды и инте­грал Фурье), второй сформулировал второй закон термо­динамики и ввел (1824) свой знаменитый «цикл Карно», обеспечив практику мощным средством совершенствова­ния тепловых двигателей.

К концу рассматриваемого периода мощность пароси­ловых установок стала достигать 1000 л.с. и более и под них стали отводить специальные здания для размещения котельной и машинного отделения. От паровых двигате­лей с помощью трансмиссионного вала и шкивно-ременных передач приводились в действие самые разнообраз­ные производственные машины.

Кроме стационарных с 1830-х гг. стали широко ис­пользоваться, особенно в сельском хозяйстве, передвиж­ные несамоходные паросиловые установки — локомоби­ли (фр. lokomobile, от лат. lokus — место, mobilis — под­вижный), в которых котел и паросиловая установка были объединены в один агрегат. Локомобиль был изобретен американским инженером О. Эвансом в 1805 г. и про­существовал в некоторых отраслях до середины XX в.

2.3 зарождение и развитие электротехники

Первые шаги в исследовании электричества вплоть до конца XVIII в. были связаны с электростатикой.

Начало было положено французским физиком Ш. Ку­лоном, открывшим в 1785 г. закон электростатики, на­званный его именем, и исследовавшим взаимодействие зарядов с помощью им же изобретенных (1784) крутиль­ных весов. В 1791 г. вышла работа итальянского физи­олога Л. Гальвани «О животном электричестве», где впервые стало фигурировать понятие разности потенци­алов. От фамилии Гальвани произошли множество тер­минов в электротехнике: гальванометр, гальванотехника, гальванопластика и т. п.

Большое значение имело создание в 1800 г. итальян­ским физиком А. Вольта первого химического источни­ка тока под названием «вольтов столб». С его помощью русский электротехник В.В. Петров в 1802 г. открыл электрическую дугу и указал на возможность ее практи­ческого использования. Он же первый наблюдал плаз­му — явление электрического разряда в вакууме, ис­следовал химическое действие тока, электрические явле­ния в газах, электропроводность и люминесценцию. В 1807-09 гг. английский ученый, основатель электро­химии Г. Дэви также исследовал электрическую дугу и с помощью электролиза получил целый ряд химических элементов.

Уже на этом уровне электричество нашло применение в военном деле. В 1812 г. русский ученый П.Л. Шиллинг провел успешные опыты по электрическому подрыву мин.

В 1821 г. немецкий физик Т. Зеебек открыл явление возникновения термоэдс в замкнутой электрической цепи, составленной из последовательно соединенных раз­нородных проводников тока, спаи которых находятся при разных температурах. «Эффект Зеебека» впоследствии стал использоваться в термоэлементах, применяющихсяв измерительной и холодильной технике, термогенерато­рах и т. п.

Период 1830-70 гг. выделяется как время зарожде­ния и развития электротехники, появления электричес­ких машин постоянного тока и заложения основ электро­механики. Начало электротехнике положил английский физик М. Фарадей, открывший (1831) явление электро­магнитной индукции, пара- и диамагнетизм, а также за­коны электролиза (1833-34). Д. Максвелл, развивая в 1860-70 гг. идеи Фарадея, создал теорию электромагнит­ного поля, предсказал существование электромагнитных волн, разработал электромагнитную теорию света и ус­тановил статистическое распределение, названное его именем.

В первой половине XIX в. наибольшее распростране­ние в качестве источников постоянного тока получили гальванические элементы различных систем и аккумуля­торы, в которых химическая энергия превращалась в элек­трическую. Первоначально их практическое использо­вание ограничивалось телеграфной связью, гальваноплас­тикой и электровзрывателями для подрывных работ. Поэтому такие источники тока скоро перестали удовлет­ворять непрерывно растущее производство.

Параллельно с усовершенствованием источников тока шла разработка конструкций электродвигателей — машин для превращения электрической энергии в механическую. Открытие Фарадея подсказало новый способ получения электрического тока посредством магнитоэлектрического генератора. На этих проблемах и сосредоточились усилия ученых и изобретателей в области электротехники.

В 1834 г. русский ученый Б.С. Якоби первый изобрел электродвигатель и через четыре года опробовал его для привода судна. Одновременно Якоби создал гальванопла­стику, совместно с Э.Х. Ленцем исследовал электромаг­ниты и установил обратимость электромагнитного цик­ла. Последнее открытие и позволило создать практичес­ки пригодный электродвигатель, так как первые его образцы в принципе преобразования прямолинейно-воз­вратного движения во вращательное полностью копиро­вали паровую машину.

В 1854 г. датчанин Хиорт создал генератор с самовоз­буждением, а в 1869 г. бельгиец 3. Грамм разработал во Франции первый практически пригодный генератор по­стоянного тока с кольцевым якорем и основал промыш­ленное производство электрических машин.

Но в отличие от теплоэнергетики, прочно занявшей свое место в сфере производства, электроэнергетика делала в этом направлении лишь первые шаги. Предпосылками широкого применения этого нового вида энергии явились создание динамо-машины на основе самовозбуждения, надежного электродвигателя и освоение способов пере­дачи сильных токов по проводам.

К рассматриваемому периоду относится зарождение-гальванотехники — области прикладной электрохимии, включающей гальваностегию (от гальвано и греч. stego — покрываю) и гальванопластику ( от гальвано и греч. plastike — ваяние). Средства гальванотехники позволяли, используя электролитическое осаждение металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий, изготовлять точные клише для изготовления денежных знаков и ценных бумаг, статуи и барельефы (для Зимнего дворца, Эрмитажа, Исаакиевского собора и др.). Основы гальванотехники в конце 1830-х гг. были заложены Яко­би, имели большое практическое значение и заслужили всемирное признание.

Глава 3. РАЗВИТИЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕТАЛЛООБРАБОТКИ, МЕТАЛЛУРГИИ И ГОРНОГО ДЕЛА

3.1 Расширение номенклатуры металлообрабатываю­щего оборудования и его совершенствование.

Резкое рас­ширение применения машин, увеличение их мощности и быстроходности, а также различных механизмов, из­готовляемых все в большей мере из металла, требовало соответствующего развития машиностроения и металло­обработки. И в первую очередь нужны были станки — машины, создающие Машины.

Чрезвычайно плодотворной в этом направлении была деятельность известного английского механика и про­мышленника Г. Модесли (Модслея), который изобрел и запатентовал самоходный крестовый суппорт. В 1797 г. он создал токарно-винторезный станок на чугунной ста­нине с самоходным суппортом и сменными шестернями, являющийся наиболее близким прототипом современно­го, В это же время он изобрел дыропробивной пресс для пробивки отверстий в листах котельного железа и скон­струировал микролитический штангенциркуль. Все эти нововведения и изобретения позволили ему в 1812 г. первому организовать массовое, механизированное произ­водство винтов и гаек на своем машиностроительном заводе.

Потребность в расточке цилиндров паровых машин, насосов, воздуходувок и других механизмов потребовала создания необходимого станка. Таким стал горизонтально-расточной станок, созданный английским изобретателем Д. Вилкинсоном в 1775 г., который усовершенствовал су­ществовавшие до него менее совершенные устройства для расточки. Так, десятью годами раньше И.И. Ползунов производил расточку цилиндра своей паровой машины на им же специально изготовленном для этого станке. Позже, в 1769 г., аналогичные операции на станке соб­ственной конструкции осуществлял англичанин Д.Смитом, кому некоторые отдают приоритет в изобретении го­ризонтально-расточного станка.

Продолжает расширяться номенклатура и увеличи­ваться парк металлообрабатывающего оборудования. Кроме сверлильных, токарных и расточных начинают по­являться станки и для других видов обработки. В 1817 г. Р. Роберте создал один из первых строгальных станков для обработки деталей с плоскими поверхностями. А годом позже американский изобретатель Э. Уитни скон­струировал первые фрезерный станок и разработал для него специальный многорезцовый инструмент — фрезу. Уитни и его соотечественник С. Норт, занимавшиеся из­готовлением мушкетов для американской армии (1798-1812), заложили также основы стандартизации и взаимо­заменяемости в оружейном производстве. Это позволило в дальнейшем осуществлять специализацию и широкое кооперирование производства.

Позднее, в 1829 г. Д. Несмит разработал свою конструк­цию фрезерного станка, а в 1836 г. и более совершенную конструкцию поперечно-строгального станка, получившего широкое распространение. Но наибольшую известность Несмиту принесло изобретение им в 1839 г. парового мо­лота, конструкцию которого он сам же усовершенствовал в 1856 г. и который получил большое распространение во многих странах.

В 1839 г. швейцарский изобретатель И.Г. Бодмер полу­чил патент на карусельный станок, представляющий токар­ный с вертикальной осью для обработки крупных деталей небольшой длины. Как и продольно-строгальный станок он стал незаменимым в тяжелом машиностроении.

Наступила эра автоматических станков, первым из которых был токарный автомат, запатентованный анг­лийским инженером и предпринимателем Д. Витвортом в 1835 г. Он же предложил конструкцию «резьбы Витворта», получившую широкое распространение и просуществовавшую многие десятилетия, благодаря разработанной им же системе ее стандартизации. Со­зданная Витвортом точная измерительная машина и система калибров для измерения деталей в массовом производстве, способствовала широкому внедрению стандартизации.

В период 1810-18 гг. механик Тульского оружейного завода (ТОЗ) П.Д. Захава создал целый ряд станков для обработки ружейных стволов, отличающихся высокой сте­пенью механизации, применением стружколомов и смазочно-охлаждающей жидкости для интенсификации про­цесса резания. Среди них были станки для наружной об­точки, сверления, отрезки, нарезки, обработки казенной части, протягивания и др. Следует отметить также выда­ющиеся успехи ТОЗа в области взаимозаменяемости ру­жейных деталей, которая благодаря прекрасно налаженно­му калибровому хозяйству начала применяться на 36 лет раньше, чем была создана Уитни в США.

Получили широкое развитие гильотинные ножницы для резки листового металла, создание которых непосредственно связано с разработкой гильотины. Гильотина была введена во Франции в 1861 г. по предложению вра­ча Ж. Гильотена в качестве гуманного оружия для обез­главливания, но поначалу работала ненадежно, пока ко­роль Людовик XVI ее не усовершенствовал, предложив ставить падающий нож под углом. По иронии судьбы его собственная голова была отсечена с помощью такой усо­вершенствованной гильотины. И это не единственный пример двойного применения, когда орудия убийства впоследствии приобретали вполне мирные профессии.

Как одним из важных достижений механики явля­лось конструирование замков с «секретами», которое нача­лось еще в средние века. В 1781 г. английский механик Д. Брама изобрел сверхсекретный, долго считавшийся не открываемым замок, называемый у нас «английским».

3.2 совершенствование доменного процесса и способов ПЕРЕРАБОТКИ ЧУГУНА В ЖЕЛЕЗО

Резкий рост машиностроения и металлообработки поставил вопрос об увеличении выплавки чугуна и переработки его в железо. Все это требовало совершен­ствования горнометаллургического производства и со­здания его научных основ. Поэтому весьма своевремен­ным был выход в свет в 1763 г. работы М.В. Ломоносо­ва «Первые основания металлургии или рудных дел», представляющей первое учебное руководство по метал­лургии и настольную книгу для отечественных горных инженеров и металлургов.

Уже известный доменный процесс получил дальней­шее развитие и в первую очередь за счет перевода домен­ных печей на минеральное топливо (кокс), увеличения их размеров и совершенствования конструкции. К концу XVIII в. подавляющая часть чугуна уже выплавлялась на коксе, была усовершенствована система загрузки до­мен, стали применяться системы водяного охлаждения сводов печей.

В 1850 г. англичанин Парри изобрел загрузочное ус­тройство для доменной печи. Огромное значение имело введение цилиндрических воздуходувок, приводимых в движение паровыми машинами. Впервые такая воздуходув­ка была предложена в 1769 г. английским изобретателем Д. Ом и установлена в 1776 г. на заводе Вилкинсона.

Получила свое успешное разрешение проблема горя­чего дутья и связанная с ней возможностью использова­ния колошниковых газов, образующихся в доменной печи, которые раньше уходили в атмосферу. Первое иссле­дование по вопросу использования доменных газов опуб­ликовал в 1814 г. французский исследователь П. Бертье, а в России в 1830-40 гг. решением этого вопроса успеш­но занимался Ф.И. Швецов.

В 1828 г. Д. Нилсону был выдан патент на первый доменный воздухонагреватель, годом позже горячее ду­тье начинает применяться на Александровском литейном заводе в Петербурге. В 1857 г. англичанин Э. Каупер изобрел способ подогрева воздуха отходящими газами до­менной печи в устройствах, названных его именем, — ка­уперах. С этого времени кауперы стали постоянными спутниками доменных печей.

С совершенствованием доменного производства и ро­стом выплавки чугуна наметилось отставание его пере­работки в железо и прежде всего в Англии. Основной причиной этого было существование малопроизводи­тельного и несовершенного «кричного передела» — традиционного способа передела чугуна на железо в кричных горнах, работавших на древесном угле. Толь­ко в 1766 г. англичане, братья Кранеджи, переконстру­ировали кричной горн в газопламенную печь, а их со­отечественник, мастер П. Оньен предложил в 1783 г. способ передела чугуна в железо, напоминающий пуд­лингование.

Год спустя другой английский металлург Г. Корт за­патентовал пудлинговую печь, на поду которой осуществ­лялось пудлингование (от англ, pudding — перемеши­вать), которое окончательно вытеснило «кричной пере­дел». Пудлингование — это передел чугуна в железо в пламени пудлинговой печи, в которой топливо сгорает в топке, отделенной от загруженного в нее чугуна порогом и с ним не соприкасается. С 1817 г. пудлинговый про­цесс начал внедряться и в России.

В 1856 г. английский изобретатель Г. Бессемер создал так называемый бессемеровский процесс — конвертер­ный способ передела жидкого чугуна в сталь без подво­да тепла путем продувки воздухом в специальном вра­щающемся сосуде, называемом конвертером (от лат. converto — изменяю, превращаю). В результате продув­ки избыток углерода и некоторые содержащиеся в жид­ком чугуне примеси быстро выгорали и он превращал­ся в сталь, которую обычно разливали в изложницы. Но хорошую бессемеровскую сталь можно было получить только из малофосфористого чугуна, что препятствовало широкому распространению этого метода.

В 1864 г. французские инженеры Эмиль и его сын Пьер Мартен ввели в эксплуатацию отражательную печь с регенеративной (воздухо-нагревательной) установкой, ранее изобретенной немецкими инженерами Вильгель­мом и Фридрихом Сименсами. В этой печи, названной в честь изобретателей мартеновской, можно было переделы­вать в сталь не только чугун, но и железный лом (скрап), который в большом количестве скапливался на предпри­ятиях при их переоборудовании.

Мартеновский процесс не конкурировал с бессемеров­ским, а дополнял его, позволяя перерабатывать в частно­сти и отходы бессемеровского производства. Мартеновс­кое оборудование было дешевле бессемеровского, поэтому, несмотря на существенные затраты на топливо, он счи­тался экономически выгодным. К концу XIX в. марте­новский способ стал основным процессом в производстве стали. Только за пять лет (1865-70) в результате внедре­ния в производство бессемеровского и мартеновского способов мировое производство стали возросло на 70%.

Уже упоминавшийся Г. Корт одновременно с изобре­тением пудлинговой печи запатентовал и способ прокат­ки железа с помощью валков (вальцов), который заменил трудоемкую операцию ковки криц под молотом. Первую практически пригодную конструкцию универсального прокатного стана создал, как считают, немецкий инженер Дален, в 1848 г. По другим сведениям, еще в 1830-40 гг. в Европе уже была налажена прокатка железнодорож­ных рельсов. В 1859 г. русский техник B.C. Пятов впервые изготовил броневые плиты способом прокатки, заме­нив малопроизводительный пудлинговый способ. В даль­нейшем методом прокатки стало перерабатываться до 80% всей выплавляемой стали.

3.3. зарождение порошковой металлургии

Важным событием того времени было зарождение порошковой металлургии. Началось с того, что русские изобретатели П.Г. Соболевский и В.В. Любарский разра­ботали технологию изготовления монет из платины путем прессования и спекания губчатой платиновой шихты, от­казавшись от дорогостоящей плавки. В 1826 г. по этой технологии на. Петербургском монетном дворе была из­готовлена первая партия таких монет.

Но широкого распространения в то время этот способ не получил, данную технологию «вспомнили» лишь через сто с лишним лет в связи с изготовлением керамических твердых сплавов. В 1797 г. русский ученый А.А. Мусин-Пушкин разработал процесс ковки платины и аффинаж (от фр. affinage — очищать) — метод получения благо­родных металлов высокой чистоты, являющийся разно­видностью рафинирования.

Истоки же порошковой металлургии ведут в глубо­кую древность, в эпоху зарождения керамического про­изводства. При обжиге изделий из глин и их смесей с ми­неральными добавками, в результате их оплавления ма­териал приобретает высокую прочность и твердость, в которых прежде всего нуждались режущие инструменты.

3.4 начало производства инструментальных, легированных сталей и алюминия

Резкое расширение производства стали потребовало замены существовавших в то время чисто эмпирических методов исследования научными.

Появилась новая наука — металловедение, тесно свя­занная с металлофизикой и представляющая научную основу для получения металлов с заданными свойства­ми. Ее основоположником был П.П. Аносов, который с1847 г. и до конца жизни являлся начальником извес­тных тогда Алтайских заводов.

В 1820-40 гг. Аносов создал новый метод получения высококачественной стали, объединив процессы плавле­ния и науглероживания. Он же раскрыл и научно обо­сновал утерянный в средние века секрет получения бу­латной стали, который изложил в своей книге «О була­тах». Успеху во многом способствовал разработанный Аносовым металлографический метод исследования с применением металлографического микроскопа; изобре­тенного им в 1831 г.

Растущие потребности машиностроения, оружейной и инструментальной промышленности требовали расшире­ния производства специальных и легированных сталей и разработки их новых видов. Для раскисления и легиро­вания сталей с 1860 г., вначале во Франции, начинается производство ферросплавов.

В 1856 (1864) г. англичанин Р. Мешет, добавив к же­лезу довольно много вольфрама и марганца и поменьше хрома получил сплав, который по твердости оказался лишь чуть выше углеродистой стали, но мог резать ме­талл со скоростью 8 м/мин — в полтора раза больше. Это была большая победа и несколько десятилетий инстру­менты из стали «мешет» считались лучшими и исполь­зовались преимущественно для обработки изделий из са­мых твердых металлов. Только одна улучшенная марка инструментальной стали, выпущенная фирмой «Мид-вель» могла успешно конкурировать со сталью Мешета.

В 1825 г. датский физик Х.К. Эрстед впервые выде­лил в свободном состоянии алюминий, а через два года немецкий химик Ф. Велер ввел новый способ его получе­ния. Но и после совершенствования его производства он не нашел в те времена широкого применения из-за доро­говизны и дефицитности.

3.5 механизация горных работ

Машинизация труда на новой технологической основе захватила и горнодобывающую промышленность. На базе механизации горных работ более успешно стали решаться проблемы безопасности и улучшения условий труда горняков. Было изобретено несколько видов ма­шин для проходки глубоких скважин, созданы установ­ки для канатного бурения.

В середине XIX в. шахтах и на рудниках появились первые перфораторы для бурения шпуров. Первый аме­риканский паровой перфоратор, изобретенный инжене­ром Коучем в 1849 г., оказался чрезвычайно тяжелым и неудобным в работе, поэтому традиционный пар стали заменять сжатым воздухом.

В 1857 г. французским инженером Соммелье был изобретен первый пневматический перфоратор ударного действия — бурильный молоток. С 1814 г. начинается применение «мокрого» бурения шпуров и скважин. По­дача воды под давлением не только повысила произво­дительность бурения и улучшила отвод породы из шпу­ра, но и существенно уменьшила запыленность забоев и улучшила условия труда горняков.

Еще в конце XVIII в. начались работы по созданию врубовых машин, призванных облегчить тяжелый труд шахтеров. -Так, в 1761 г. англичанин М. Мензис создал ма­шину для подрубки угля. В следующем столетии уже существовало несколько систем врубовых машин. Так, в 50-е гг. в Англии была создана первая штанговая врубо­вая машина, в 1859 г. горный инженер Г.Д. Романовский в России предложил паровую машину для бурения, полу­чившую широкое распространение и особенно эффектив­ную для роторного способа. С 1870-х гг. для привода вру­бовых машин также стал применяться сжатый воздух.

Совершенствовались методы разработки грунта и разрабатывались новые способы добычи полезных иско­паемых. В 1814 г. русский механик Л.И. Брусницын изобрел машину для промывки золотосодержащих пес­ков, а на Урале вскоре заработал прииск с использова­нием таких машин. Позднее (в 1840 г.) свою машину, по­лучившую широкое распространение на приисках Алтая, предложил известный металловед П. Аносов.

В 1839 г. французский инженер Триже впервые предложил кессонный (от фр. kaisson — ящик) метод проходки шахтных стволов. В 1864 г. другой французскийинженер, Кувре, построил первый многоковшовый экска­ватор (от лат. excavo — долблю) на железнодорожном ходу, который использовался при проходке Суэцкого канала.

В 20-е гг. начинается широкое применение паровых машин в рудничных подъемниках. В 1827 г. впервые на руднике «Каролина» в Рурском бассейне начали приме­няться проволочные канаты, изобретенные немецким инженером В. Альбертом. Механизируются не только ос­новные (проходческие), но и вспомогательные работы в горном производстве. В 1832 г. русским изобретателем А.А. Саблуковым был изобретен центробежный вентиля­тор, впервые примененный в 1835 г. на Алтае, на Чигацкском руднике. В этом же году он изобрел и центро­бежный водяной насос.

Для добычи нефти вместо желонки инженером Иваницким, тоже в России, был применен глубинный порш­невой насос, который в зависимости от производительно­сти приводился в действие вручную, конной тягой или паровой машиной.

Несмотря на большой поток изобретений к концу XIX в., механизация подземных работ оставалась чрезвы­чайно низкой. Это объяснялось дешевизной ручного тру­да, невысокими темпами развития горной промышленно­сти, косностью и боязнью новизны. Аналогичное отно­шение к машинам наблюдалось и во многих других отраслях.

Глава 4. ПЕРЕВОРОТ В СРЕДСТВАХ ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ

4.1 переход от парусного флота к паровому

Подготовка переворота на транспорте началась в 1760-70-е гг. и заключалась в дальнейшем развитии путей и средств сообщения, появившихся на последнем этапе предшествующего периода (быстроходные парусные суда и шоссейные дороги), а также в первых опытах по созда­нию паровых судов и повозок.

Говоря об условиях, обусловивших переворот в сред­ствах транспорта и связи, К. Маркс отмечал: «...Револю­ция в способе производства промышленности и земледе­лия сделала необходимой революцию в средствах транс­порта и связи... Не говоря уже о полном перевороте в парусном судостроении, связь и транспорт были посте­пенно приспособлены к способу производства крупной промышленности посредством системы речных парохо­дов, железных дорог, океанских пароходов и телеграфов» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 23. С. 395-396).

Первым видом сообщения, где регулярно, стала ис­пользоваться сила пара, стал водный транспорт. Наступ­ление эпохи пара и железа совпало с периодом наивыс­шего развития деревянного парусного флота. Корабле­строение в основном продолжало сохранять характер ручного производства, характерного для мануфактурного периода. Совершенствование прежде всего касалось кон­струкции судов, увеличения их грузоподъемности и скоро­сти хода. Улучшалась форма корпуса и совершенствовалось парусное оснащение, подводную часть корпуса стали обши­вать медными листами, пеньковые якорные канаты заме­нялись железными цепями.

Широкое распространение получили легкие трехмач­товые шлюпы грузоподъемностью 450-550 т., с экипа­жем около полусотни человек и большие четырехмачтовые барки грузоподъемностью до 1500 т и экипажем до сотни человек, почти всегда двухпалубные. Для повыше­ния быстроходности корпус стали заострять, увеличивать длину мачт и число парусов.

Под влиянием растущей конкуренции со стороны па­русных судов был выработан особый тип скоростного гру­зового судна, клипера — промежуточного между шлюпом и барком, с увеличенным парусным оснащением. Клипе­ры могли развивать скорость до 18 узлов (35 км/ч), вдвое превышающую максимальную скорость грузовых паро­ходов. Но с увеличением высоты мачт и площади парусов уменьшилась устойчивость судов, для восстановления ко­торой приходилось увеличивать вес балласта, который стал достигать 25-28% водоизмещения. А это в свою очередь снижало полезное водоизмещение, запас плавучести и ухудшало ходовые качества. Наступил кризис парусного флота и, хотя его эпоха еще не закончилась, он постепен­но начал сдавать свои позиции паровому.

Переход к машинной ступени начался почти одновременно как на сухопутном, так и водном транспорте, но организация рейсов паровых судов требовала меньших капиталовложений, поэтому их производство и началось раньше. Работы, завершившееся созданием парохода, за­ключались прежде всего в переходе от парусного движи­теля к паровому и замене деревянной обшивки корпуса судна на металлическую. Первую попытку оснащения судна паровой машиной предпринял англичанин Д. Хулл еще в 1736 г., за ним француз Жоффруа в 1781 г.

Увеличение размеров корпусов и грузоподъемности судов привело к тому, что возможности дерева как кон­струкционного материала оказались полностью исчер­панными. Первым высказал идею построения железно­го судна в 1644 г. француз Мерсени, но ее удалось реали­зовать Д. Вилкинсону лишь в 1787 г., после того как научились прокатывать стальной лист. Систематически же стальными стали делать корпуса пароходов с 1840-х гг.

В 1802 г. англичанин У. Саймингтон построил бук­сирный катер с машиной Уатта мощностью 10 л.с. и гребным колесом в качестве движителя, как и у преды­дущих образцов. Среди зрителей, наблюдавших за ис­пытанием судна Саймингтона, находился и Р. Фултон — будущий создатель первого парохода. Другой француз Ж.Б. де Оксирон с компаньонами в 1774 г. пробовал ис­пользовать паровую машину в паровом судне.

Фултон, в отличие от своих предшественников, не про­сто применил паровую машину на железном судне, а сде­лал его надежным и пригодным для повседневной экс­плуатации. В 1807 г. он построил колесный пароход «Катарина Клермонт», совершивший первый рейс по р. Гудзон в США. Всего Фултоном было построено 15 па­роходов. Первые паровые суда обычно повторяли устано­вившиеся формы парусных и даже сохраняли поначалу парусное оснащение.

Второй страной после США, вступившей на путь со­оружения паровых судов была Канада (1809), за ней пос­ледовала Англия (1812) и, наконец, Россия (1815). Пер­вый пароход в Англии построил шотландец Белль в 1812 г. Первый в России пароход «Елизавета», постро­енный петербургским заводчиком Бердом в 1815 г., от­крыл регулярные пассажирские рейсы между Петербур­гом и Кронштадтом. А первый межконтинентальный рейс из Америки в Англию совершил пароход «Саванна» в 1819г.

Однако для того чтобы окончательно выиграть конку­ренцию с парусниками, более экономичными и быстроход­ными при попутном ветре, пароход кроме паровой маши­ны и металлического корпуса должен был получить еще и новый вид движителя — гребной винт. Это гениальное изобретение Архимеда было поистине интернациональным, так как в разработке его конструкции принимали уча­стие чешский изобретатель И. Рессель (1826-27 гг.), швед Д. Эриксон (1830-е гг.) и англичанин Д. Смит. По сравнению с гребным колесом гребной винт имел не­большие размеры, более простую и надежную конструк­цию, высокий КПД, а также хорошо встраивался в кор­пус. Применение гребного винта и обеспечило в конеч­ном счете полное господство парового флота к концу рассматриваемого периода.

В первой половине XIX в. пароходы стали делать из металла и оснащать гребными винтами — первое желез­ное паровое судно было построено в Англии в 1822 г., а первый пароход с гребным винтом построил англичанин Д. Смит в 1838 г. И уже в 1842 г. такой пароход совер­шил свое первое кругосветное путешествие.

Кронштадтский судовладелец М.О. Бритнев на базе грузо-пассажирского судна «Пайлот» построил первый в мире ледокол, курсировавший между Кронштадтом и Ораниенбаумом. Началось также строительство высоко­скоростных маломерных судов. В 1867 г. французский изобретатель К. Адлер построил первый быстроходный катер-глиссер (от фр. glisser — скользить).

Интенсификация судоходства потребовала создания си­стемы каналов и других искусственных гидротехнических сооружений, а также регулирования и исправления есте­ственных судоходных путей. Сооружение каналов, как известно, имело место и в древности, но постройка кана­лов совершенного типа, удовлетворяющих новым запро­сам судоходства, началась со второй половины XVIII в. Для подъема и перемещения судов кроме шлюзов стали применяться мощные гидравлические подъемные краны и рельсовые пути с платформами. На гидротехнических работах начали использоваться землечерпалки, краны и другие механизмы с паровым приводом.

В первой четверти XIX в. в России уже функциони­ровало три искусственных водных системы, связывающих Балтийское море с Волгой (Вышневолоцкая, Мариинская — 1810 и Тихвинская — 1811); Березинская система, соединяющая Днепр с Западной Двиной; Кирилловский канал между Шексной и Северной Двиной и др. В 1869 г. состоялось открытие крупнейший безшлюзового Суэцкого канала, протяженностью 16 км, шириной (по дну) 22 м и глубиной 7,5 м. На его строительстве было занято 36 тыс. египетских земледельцев (феллахов).

4.2 зарождение и развитие железнодорожного транспорта

Развитие железнодорожного транспорта шло в на­правлении развития железных дорог и совершенствова­нии паровых машин для их использования в качестве средств тяги.

После начала промышленного переворота в Англии лежневые дороги (лежневки) стали заменяться рельсовы­ми путями. Чтобы тяжелые вагоны (от анг. waggon — повозка) не ломали хрупкие чугунные рельсы, английс­кий предприниматель Р.Л. Эджоуорт (Эджворт) пред­ложил в 1786 г. составы из нескольких тележек. Они и явились предшественниками будущих поездов. В 1801-03 гг. в Англии была построена первая Сэррийская кон­ная чугунная дорога общего пользования.

В России строительство первой заводской рельсовой дороги началось на Александровском заводе в Петроза­водске. В 1806-09 гг. на Алтае, на Змеиногорском руд­нике, П.К. Фроловым, сыном знаменитого гидротехника, была построена одна из первых чугунных дорог длиной около 2 км.

Возможность использовать паровой двигатель на су­хопутном транспорте появилась после того как удалось повысить его коэффициент полезного действия и сни­зить удельную массу. Первый шаг в этом направлении выполнил американский изобретатель О. Эванс, который, в 1794 г. построил, а в 1797 г. запатентовал паровую машину высокого давления, КПД которой ему удалось повысить на 10%.

Попытки применения паровой машины на транспорте начали производиться в Англии и длительное время не выходили из стадии экспериментов. В 1802 г. англичанин Р.Тревитик построил паровую машину высокого давления и установил ее на дорожный экипаж, а в 1804 г. им же был построен и испытан первый паровоз с реечной пе­редачей на колеса для перемещения вагонеток с углем. Однако реечный привод был несовершенным и вскоре вышел из строя, а паровоз был превращен в локомобиль.

В 1808 г. Тревитик построил более совершенный паро­воз с гладкими ведущими колесами и другими усовершен­ствованиями, который мог развивать скорость до 30 км/ч. В том же году им была построена в Лондоне первая опыт­ная кольцевая дорога, а в 1810 г. была пущена в эксплу­атацию (от фр. exploitation — использование, извлечение выгоды) первая в мире пассажирская железнодорожная линия Ливерпуль — Манчестер протяженностью 40 км.

Но наиболее плодотворной оказалась деятельность другого английского изобретателя Д. Стефенсона, кото­рый постарался учесть как положительный, так и отри­цательный опыт своих предшественников. За период 1813-29 гг. он создал несколько конструкций паровозов, из которых наиболее удачным оказался последний, пост­роенный в 1829 г. под названием «Ракета».

В дальнейшем конструкции паровозов непрерывно совершенствовались и в 1850 г. английский машинист Д. Никольсон предложил новый проект паровоза систе­мы «Компаунд» (от англ, compound — составной) на ос­нове паровой машины двойного действия с параллель­ным расположением цилиндров.В России первые паровозы ввозились из Англии. В 1835 г. Е.А. и М„Е„ Черепановы (отец и сын) построи­ли на Нижне-Тагильских заводах два паровоза с трубны­ми котлами собственной конструкции и проложили завод­скую «чугунку». Однако не получили поддержки в попыт­ках наладить отечественное производство паровозов.

Основной заслугой Стефенсона было понимание необ­ходимости одновременного совершенствования как само­го паровоза, так и вагонов и рельсового пути. Он отказал­ся от хрупких чугунных рельсов и перешел на железные, которые были впервые предложены в 1803 г. англий­ским инженером Никсоном. Сначала Стефенсон перево­дил на паровую тягу уже существующие конные дороги, а затем приступил к постройке новых линий. В 1825 г. была открыта построенная им первая междугородная железная дорога между Дарлингтоном и Стоктоном, про­тяженностью 61 км.

Совершенствовалась также и конструкция вагонов. В 1840-х гг. были введены закрытые товарные вагоны, в 50-х гг. — спальные пассажирские вагоны, в 60-х гг. — пульмановские (англ. — большие, обычно 4-осные) ваго­ны, вагоны люкс, специальные вагоны для перевозки скота и др. С 1840 г. для сцепки вагонов стала исполь­зоваться винтовая стяжка, а в 1859 г; американец Вестингауз изобрел действующий от сжатого воздуха пнев­матический тормоз для одновременного торможения всех вагонов.

Строительство железных дорог развертывалось возра­стающими темпами. В 1830 г. в Англии была открыта вторая железная дорога между Ливерпулем и Манчесте­ром и первая в США — Чарльстон — Огаста; в 1835 г. — в Бельгии и Германии, в 1837 г. в Австрии и России (Пе­тербург — Царское Село). В России в 1851 г. было завер­шено строительство дороги Петербург — Москва, протя­женностью 650 км. Если в 1840 г. мировая сеть железных дорог составляла 9 тыс. км, то через каждые 10 лет она увеличивалась соответственно до 40, 110 и 210 тыс. км. Од­новременно велось и строительство станционных зданий для пассажиров — вокзалов (от анг. Vauxhall — увесели­тельное заведение близ Лондона).

В наиболее крупных городах началось строительство подземных железных дорог — метро, или метрополитенов (от фр. metropolitain — столичный). Первая «подземка» была пущена в Лондоне в 1863 г.

4.3 зарождение автомобильного транспорта

Многовековое безраздельное господство конной тяги для перемещения повозок давно стало тормозом для раз­вития сухопутных перевозок. Поэтому одновременно с железнодорожным стали искать возможность оснащения паровой машиной и обычный безрельсовый транспорт.

Первый автомобиль (от греч. autos — сам + лат. mobilis — подвижной), а точнее, паровую повозку, хра­нящуюся в Парижском музее искусств и ремесел, со­здал в 1769-70 гг. французский изобретатель Н. Кю-ньо. Это была повозка с паровым двигателем для пе­ревозки артиллерийских снарядов. После него над созданием автомобиля с паровым двигателем работа­ли многие изобретатели.

В конце-1780-х гг. свою паровую повозку построил английский изобретатель У. Мердок, занимавшийся со­вершенствованием двигателя Уатта. «Паровую тележку» в 1815 г. создал чешский механик И. Божек, а десять лет спустя французский изобретатель Пеке построил грузовик с паровым двигателем и механизмом диф­ференциала. В то же самое время английский изобрета­тель Джеймс предложил конструкцию четырехколесного парового тягача со всеми ведущими колесами и пере­дачами через карданные валы.

В 1830 г. в Англии и Франции появились первые колесные тракторы (от лат traho — тащу) с паровым двигателем, а в 1837 г. Д.А. Загряжским в России был за­патентован гусеничный ход, давший толчок к созданию гусеничных тракторов. В 1831 г. на линии Лондон — Стратфорд было впервые организовано движение паро­вых омнибусов (дилижансов) в качестве общественного транспорта по обычным дорогам. Однако на обычном транспорте, в отличие от железнодорожного, паровой дви­гатель так и не прижился вследствие громоздкости инизкого КПД, а двигатель внутреннего сгорания (д.в.с.) находился еще в стадии разработки.

В 1860 г. французский изобретатель Э. Ленуар создал газовый двигатель, действующий по принципу парового двигателя Д. Папена, который был признан как первый практически пригодный д.в.с. Пару лет спустя его сооте­чественник Д. Роша выдвинул идею использования д.в.с. для безрельсового транспорта, которая была осуществле­на несколькими годами позже.

4.4 создание велосипеда

Принципиально новым видом транспорта, ориентиро­ванным на мускульную энергию человека и оказав­шимся на редкость перспективным, стал велосипед (от лат. velox — быстрый; pes — нога).

Идея самоката, витавшая еще в глубокой древности, была реализована во времена Римской империи. Уже в те времена дети катались, стоя одной ногой на доске, под которой были установлены два колесика, одно из кото­рых управлялось вертикальным рулем. Роджер Бэкон в 1257 г. писал, что возможно устройство самодвижущихся повозок, без животной тяги, а знаменитый художник А. Дюрер вычертил десяток вариантов таких повозок для императора Максимилиана.

В 1751 г. нижегородский крестьянин Л. Шамшуренков построил самобеглую коляску, которая могла передви­гаться по пересеченной местности, управляемая двумя пас­сажирами. Сидя второй десяток лет в тюрьме, он писал, что на их задней оси можно часы пристроить, «чтобы вер­сты считать», а также надумал построить «самобеглые сани», которые «могут и морем ходить». До нас дошли 10 чертежей и описания трех- и четырехколесных само­беглых колясок И.П. Кулибина, снабженных педалями, ма­ховым колесом для устранения неравномерности хода, ко­робкой скоростей, системой торможения и подшипниками для уменьшения трения.

Ближайшим прототипом велосипеда считается при­митивный самокат конца XVII в., представлявший брус на двух колесах, переднем и заднем, нередко украшенный бутафорскими головами лошади или иного зверя. Сидя на бвусе и отталкиваясь ногами, можно было, ба­лансируя, ехать по инерции. Приняв такой селерифер (быстроход) за основу, немецкий изобретатель К. Дрейзе в 1817 г. убрал всякую бутафорию, снабдил его седлом и рулем для переднего колеса, назвав «дрезиной». Это название потом закрепилось за изобретенной Дрейзе железнодорожной тележкой с мускульным приводом.

Француз Динер в 1818 г. первый получил патент на «дрезину» в своей стране и назвал его велосипедом (фр. velocipede). Первыми его взяли на вооружение сель­ские почтальоны для доставки корреспонденции. Но близким к современному детскому велосипеду он стал после того как немецкий изобретатель Миниус в 1845 г. приделал ему педали. Одновременно француз Мишо по­ставил тормоз, и он же в 1868 г. первый организовал фаб­ричное производство велосипедов.

Вначале велосипеды делались из дерева, металличес­кими были только шины да крепежные элементы, поэто­му были тяжелыми как по весу, так и на ходу и называ­лись в про.стонародье «костотрясами». Но они быстро совершенствовались: с 1867 г. появились металлические спицы, через год — рама, а еще через год — шарикопод­шипники на колесах. В 1868 г. француз Тевенон изгото­вил шины из каучука, в 1890 г. английский ветеринар Денлоп изобрел пневматические шины, в 1884 г. была вве­дена цепная ускоряющая передача, а в 1897 г. он был снабжен обгонной муфтой (механизмом свободного хода). В 1896 г. в Англии из 30 тысяч патентов на изобретения 5 тысяч касались велосипеда, продолжают активно «изоб­ретать велосипед» и в наше время.

4.5 развитие техники связи

Еще в XVI в., вначале во Франции для осуществления регулярной связи возникла почтовая (польск. poczta) служба, занимающаяся пересылкой всякого рода коррес­понденции. Сам термин «почта», очевидно, произошел от слова «пост», которое на Руси означало ямской двор. Для осуществления регулярных почтовых перевозок были введены особые виды почтовых карет, а также почтовые ящики. Вплоть до конца XVIII в. наибольшая быстрота передачи даже самых экстренных сообщений определя­лась на суше скоростью конных курьеров, а на море — скоростных парусных судов. Исключение составляла «го­лубиная почта», не получившая широкого распростране­ния. Поэтому развитие и совершенствование техники связи стало одной из важнейших проблем, требующих своего разрешения.

Резкий рост почтовых отправлений потребовал корен­ной реформы почтового дела и прежде всего упрощение оплаты почтовых услуг. С этой целью главой британско­го почтового ведомства Роулендом Хиллом в 1840 г. были введены в употребление приклеиваемые марки, пер­выми из которых были известные среди филателистов «черный пенни» (марка в 1 пенни) и марка в 2 пенса. В 1843 г. к выпуску марок приступили Бразилия и Швей­цария, в 1845 г. — США, затем Франция и другие стра­ны, в том числе и Россия (1858).

Важнейшее место принадлежит телеграфной (от греч. tele — вдаль, далеко + граф) связи — передачи на рассто­яние дискретных (буквенно-цифровых) сообщений с за­писью их в пункте приема.

В первой четверти XIX в. в Европе, включая Россию, значительное распространение получил оптический теле­граф, который зародился еще в древности в виде сигналь­ных костров и развился в систему визуальной связи с ис­пользованием семафорной азбуки. Его изобретателем считается французский механик Клод Шапп (1793), по проекту которого в 1794 г. была построена первая теле­графная линия Париж — Лилль, а в 1798 г. Париж — Брест. Совершенствованием оптического телеграфа зани­мался И.П. Кулибин, который разработал свой код и сконструировал остроумный механизм для его передачи.

Передающее устройство оптического телеграфа пред­ставляло систему подвижных крыльев или реек и фо­нарей, зажигаемых ночью или в пасмурную погоду. Линия оптического телеграфа состояла из цепочки станций (башен), отстоящие друг от друга на расстоя­нии прямой видимости (до 30-40 км). Каждая такая станция с помощью специального кода принимала де­пешу (фр„ depeche — спешное уведомление, телеграмма) и передавала ее дальше.

Другой французский инженер Ж.П. Шато, пригла­шенный в Россию, создал свою, более совершенную по сравнению с «шапповской» систему, благодаря которой на передачу одного сигнала затрачивалось в среднем по 0,35 мин. По системе Шато в 1839 г. была создана самая длинная (1200 км) в Европе линия телеграфа между Пе­тербургом и Варшавой. Но оптический телеграф стал лишь первым этапом развития этого вида связи — бу­дущее было за электрическим телеграфом.

Создание электрического телеграфа началось в 1802 г. с предложения испанского инженера Ф. Сальва и опытов С.Т. Земмеринга (1809) по созданию электрохимическо­го (электролитического) телеграфа, который не оставил заметного следа в телеграфии. Большее распространение получил электромагнитный (стрелочный) телеграф, осно­вы которого заложил русский изобретатель П.Л. Шил­линг, продемонстрировавший свой аппарат в 1832 г.

Передача знаков в системе Шиллинга производилась за счет изменения положения стрелок в аппарате прием­ной станции. По его системе в 1833 г. в Геттингене не­мецкими учеными К.Ф. Гауссом и В.Э. Вебером была построена экспериментальная линия, а в Англии с не­большими изменениями была применена (1832) У.Ф. Ку­ком и Ч. Уитстоном. Основным недостатком стрелоч­ных телеграфных приемных аппаратов было отсутствие фиксации передаваемых знаков.

Б.С.Якоби, занимавшийся стрелочным телеграфом с 1839 г., применил самописец для фиксации передачи в виде ломаной линии с последующей ее расшифровкой. В 1843 г. по его проекту была проложена подземная те­леграфная линия между Петербургом и Царским Селом. В Германии устройством подобных самоотмечающих стрелочных систем занимался инженер К.А. Штейнгель, в США — С.Ф. Морзе.

В 1837 г. американский изобретатель С. Морзе разра­ботал электромеханический телеграфный аппарат, вклю­чающий передатчик — телеграфный ключ и приемник — электромагнит, управляющий работой пишущего меха­низма. Годом позже он же разработал «азбуку Морзе» — код, в котором каждый знак (буква) представлялись в виде комбинаций тире и точек с помощью посылок элек­трического тока разной продолжительности.

Уже упоминавшийся Якоби, разработавший систему вертикального стрелочного телеграфа и несколько типов телеграфных аппаратов, в 1850 г. изобрел первый букво­печатающий аппарат. Правда, широкое распространение получил аппарат американского конструктора, выходца из Англии, Дэйвида Юза, который был создан пятью годами позже.

Наряду с воздушными начинают сооружаться и под­земные кабельные телеграфные линии, протяженность которых непрерывно возрастала. В 1840-х гг. встал воп­рос о прокладке межконтинентальных подводных ка­бельных линий, вступили в строй две трансатлантические кабельные линии между Англией и США, потом кабель­ная линия соединила Америку с Индией.

Для передачи корреспонденции на короткие расстоя­ния начинает применяться пневмопочта. Корреспонден­ция в этом случае закупоривалась в легкие алюминие­вые цилиндры, которые за счет напора или разряжения воздуха перемещались по металлическим трубам. Пер­вая такая установка была пущена в 1854 г. в Лондоне, затем в Париже, Вене и др. крупных городах Европы. В настоящее время наибольшее применение пневмопочта получила в больших библиотеках, крупных научных уч­реждениях и т. п.

Глава 5. РАЗВИТИЕ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ И ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ

5.1 зарождение воздухоплавания и военного судостроения

Вслед за гражданскими паровая машина появилась на военных судах, среди которых было и первое военное па­ровое судно «Демологос», построенное Фултоном. Первое военное судно в Англии было построено в 1814 г. А в1797-1806 гг. тот же Фултон разработал проект дере­вянной подводной лодки, приводимой в движение мус­кульной силой экипажа, название которой «Наутилус» использовал писатель-фантаст Жюль Берн в своем из­вестном романе.

Началось освоение воздушного пространства. Францу­зы, братья Жозеф и Этьенн Монгольфье в 1783 г. совер­шили первый длительный (на расстояние 8 км) полет на воздушном шаре-аэростате собственной конструкции. Именно водородные аэростаты стали в этот период ос­новным видом летательных аппаратов, а их широкое распространение имело место благодаря достижениям химической технологии, позволившей производить^ в большом количестве водород.

Реализуется идея управляемых полетов и интенсив­но разрабатывается идея полетов на аппаратах тяжелее воздуха. В 1852 г. француз А. Жиффар впервые совер­шил полет на аэростате с паровым двигателем, назван­ном дирижаблем (от фр. dirigeable — управляемый). А в 1842 г. английский механик У. Хенсон подал заявку (и получил патент) на летательный аппарат для перевозки пассажиров и почты, представляющий моноплан с фюзе­ляжем, верхнерасположенным крылом и двумя толкаю­щими винтами.

Получила практическое осуществление и выдвинутая еще Леонардо да Винчи идея полета и спуска с помощью парашюта (от фр. рагег — предотвращать + chute — па­дение). В 1785 г. француз Бланшар первым изобрел па­рашют, а его соотечественник Ж. Гарнерен два года спу­стя совершил первый прыжок.

5.2 совершенствование стрелкового оружия и артиллерии, ПОЯВЛЕНИЕ РАКЕТ

Вплоть до 1820-х гг. в употреблении были в основном гладкоствольные ружья, пистолеты и другие виды ручного оружия, заряжавшиеся с дула. Процесс заряжания был сложным, медленным и ненадежным Такое оружие было снабжено замком с кремневым курком, требовавшим за­мены после каждых трех десятков выстрелов.

Новым этапом совершенствования стрелкового ору­жия стало вытеснение гладкоствольного оружия нарез­ным, которое происходило на протяжении многих деся­тилетий. Первым нарезной штуцер изготовил француз А. Дальвиль в 1826 г., но его распространение сдержива­лось заряжанием с дула, поэтому гладкоствольное ору­жие преобладало до конца века. В 1827 г. немецкий изобретатель Иоганн Дрейзе сконструировал «игольчатое ружье», в котором использовался ударно-капсюльный принцип зажигания пороха, как в современном оружии. Впоследствии он изобрел казенно-зарядную, нарезную винтовку с трубчатым затвором, которая была в 1867 г. принята на вооружение в России. В 1832 г. француз Лефоше ввел в употребление охотничьи ружья, заражав­шиеся с казенной части.

Параллельно с винтовкой совершенствовался и пат­рон. Применение унитарных патронов, которые содержа­ли в себе в качестве единого целого все элементы выст­рела, обеспечили игольчатому ружью высокую скорост­рельность и устранение опасности прорыва газов через щели в казенной части. Вначале использовалась бумаж­ная гильза, а капсюль располагался в донышке пули, по­этому для его поражения игла должна была прежде про­низать весь пороховой заряд. Этот недостаток удалось устранить в 1861 г. французу Потге, который изобрел первый центральновоспламеняемый патрон. В 1849 г. француз Л. Флобер предложил латунную гильзу, которую в 1856 г. улучшил Берингер, а американец Д. Вессон на­ладил их машинное производство.

В 1849-54 гг. С. Кольт совместно с Э. Рутом осно­вали фабрику ручного автоматического оружия, рабо­тающую на принципах взаимозаменяемости и исполь­зования полуавтоматического оборудования. И заклю­чительным аккордом на данном этапе было создание в 1860 г. американцем К. Спенсером магазинной много-' зарядной винтовки. Кстати, многозарядные револьверы с вращающимся барабаном на 5-6 патронов, усовершен­ствованной конструкции С. Кольта появились намного раньше — в 1836 г. Дальнейшее совершенствование винтовок было связано с изменением конструкции затворов — появились системы X. Бердана, В. и П. Мау­зеров, Гра и др.

С самого начала развития ручного огнестрельного ору­жия, с момента его отделения от артиллерии прослеживалась тенденция снижения калибра, которое обеспечивало су­щественное снижение веса оружия, отдачи при выстреле, затрат на боеприпасы и увеличение дальности стрельбы. Однако реализация этой тенденции была связана с уров­нем развития техники и технологии глубокого сверле­ния, совершенствованием конструкции ружейных сверл и станков для глубокого сверления.

В период наполеоновских войн и позже применялись гладкоствольные пушки, заряжавшиеся с дула сплошными или разрывными снарядами (ядрами). Материалом для стволов морской артиллерии служил чугун, поле­вой — бронза, а в качестве взрывчатого вещества приме­нялся черный (дымный) порох. Подлинным переворо­том в артиллерии явилась замена бронзовых и чугунных орудий стальными, что стало возможным по мере расши­рения производства стали, особенно после появления спо­соба Бессемера.

Совершенствование конструкции артиллерийских систем было связано также с успехами машинострое­ния и металлообработки, в частности с развитием спо­собов глубокого сверления стволов пушечными сверла­ми. Русский ученый-металлург П.М. Обухов в 1856 г. разработал способ получения высококачественной ли­той стали для артиллерийских стволов и наладил ее производство. Им же был построен пушечный завод, на котором в 1867 г. была создана знаменитая 9-дюй­мовая пушка системы Маиевского, положившая конец крупповской монополии. В 1850-е гг. появляется на­резная артиллерия.

Наиболее знаменательным в военном деле является создание с 1817 г. боевых ракет, начатое русским уче­ным-артиллеристом А.Д. Засядко, создавшим несколько типов, разработавшим тактику применения и организо­вавшим их производство. В артиллерии английский ге­нерал X. Шрапнел (1803) ввел новый вид разрывных снарядов, начавших применяться еще со второй половиныXVI в. «Шрапнельный» снаряд, начиненный картечью, взрывался в заданной точке траектории и отличался большим поражающим действием. В 1820 г. француз Пексан изобрел взрывную бомбу, прототип современной гранаты.

5.3 разработка взрывчатых веществ и совершенствование ТЕХНИКИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Одновременно с совершенствованием огнестрельного оружия разрабатываются и вводятся новые взрывчатые вещества. Возможности этого обеспечивались быстрым развитием химической промышленности.

В 1830 г. был изобретен огнепроводный (бикфордов) шнур, в 1845-46 гг. был получен пироксилин, являющий­ся основным компонентом бездымного пироксилинового пороха; а через один год итальянский химик А. Собреро изобрел нитроглицерин, применяющийся для изготовле­ния нитроглицериновых взрывчатых веществ, бездымных порохов и в медицине. Но, бесспорно, наиболее важным было изобретение в 1863 г. шведским изобретателем и промышленником, учредителем Нобелевской премии А. Нобелем динамита, получившего на него патент в 1867 г. Им же были изобретены в качестве взрывчатого вещества глицерин (1862), ртутный капсюль-детонатор (1867), а позднее (1890) и взрывчатая желатина, ставшая основным компонентом желатиновых динамитов.

Глава 6. РАЗВИТИЕ ТЕКСТИЛЬНОЙ, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ И ДРУГИХ ВИДОВ ТЕХНИКИ

6.1 разработка механических прядильных и ткацких станков

С создания и распространения новых рабочих машин в текстильном производстве начался в 1760-х гг. первый этап промышленного переворота.

К этому времени в английском текстильном произ­водстве возникла резкая диспропорция между ткаче­ством и прядением, которую заложило изобретение в 1733 г. английским механиком Д.Кэем «самолетного» челнока. Резкий подъем производительности ткачества вызвал отставание прядильного производства, пробле­мы которого не смогла решить прядильная машина Д. Уаетта.

В 1765 г. рабочий-механик Д. Харгривс из Ланкаши­ра изготовил «самопрялку», которую он назвал именем своей дочери «Дженни» и запатентовал пять лет спустя. Вся сущность изобретения состояла в том, что вращающе­еся веретено устанавливалось на каретке, совершающей возвратно-поступательные движения. Отдаляясь от пуч­ка пряжи, веретено вытягивало нить, приближаясь — скручивало и наматывало. Таким образом удалось меха­низировать основные операции вытягивания и скручива­ния нити.

Поскольку на каретку можно было поставить сразу несколько веретен, сначала их было 8, а затем было до­ведено до 18, производительность труда резко возрастала. Благодаря простоте конструкции, дешевизне изготовле­ния и применения ручного двигателя, «Дженни» получи­ла широкое распространение и уже в 1788 г. в Англии количество таких машин составляло 20 тысяч.

В 1769 г. английский предприниматель Р. Аркрайт, используя принцип машины Уаетта и изобретения меха­ника-часовщика Т. Хайса, запатентовал свою машину, рассчитанную на использование водяного колеса, потому она и называлась «ватерной» (от англ, water — вода). Машина Аркрайта была предназначена для применения в крупном производстве при выработке грубой и креп­кой пряжи. Такое крупное производство в виде первой фабрики (прядильни) и было им организовано в 1771 г. в Кромфорде.

Машины Уаетта, Харгривса и Аркрайта завоевали ми­ровую славу, но мало кому было известно, что в 1760 г. русский механик Р. Глинков построил 30-веретенную «самопрялочную машину», с приводом от водяного коле­са, в которой были полностью механизированы операции прядения и перемотки льняной пряжи.

В дальнейшем прядильные машины продолжали совершенствоваться в направлении их механизации иповышения производительности. В 1779 г. английский изобретатель С.Кромптон сконструировал свою прядиль­ную «мюль-машину», которая в дальнейшем была улуч­шена Келли и стала пригодной для выработки тонкой и прочной пряжи. Дальнейшее совершенствование мюль-машин шло за счет увеличения количества веретен, число которых к 1800 г. было доведено до 400. Позднее, в 1825-30 гг., англичанин Р. Роберте изобрел сельфактор-автомат «мюль-машину», а в 1834 г. его соотечественник Джеймс Смит внес существенные изменения в автоматизацию прядильных машин. В 1810 г. француз Жирар создал ма­шину для механического прядения льна. В результате была полностью решена проблема производства пряжи.

Появилась острая нужда в высокопроизводительном ткацком станке и в 1785 г. английский изобретатель Э. Картрайт создал механический ткацкий станок с нож­ным приводом. В 1801 г. французский изобретатель Ж. Жаккар в ткацком станке собственной конструкции («машине Жаккара») использовал механизм с перфокар­тами для настройки на различные узоры на тканях при производстве ковров, скатертей, декора и т. п. В 1804 г. станок Жаккара демонстрировался, на промышленной выставке в Париже.

Совершенствовались также машины для производ­ства трикотажа и очистки сырья. В 1769 г. в Англии была создана первая механическая трикотажная маши­на для вязания трикотажного полотна и штучных изде­лий. В 1793 г. американец Э. Уитни изобрел хлопко­очистительную машину.

В 1785 г. французский химик К.А. Бертолле предло­жил способ отбеливания тканей хлором, а в 1798 г. анг­личанин С. Теннант разработал способ приготовления бе­лильной извести для крашения тканей.

6.2 механизация сельскохозяйственного производства

Механизация в сельском хозяйстве проходила значи­тельно медленнее, чем в промышленности и на транспор­те, и вначале затрагивала лишь наиболее трудоемкие рабо­ты. Прежде всего усовершенствовались рабочие машины (плуги, культиваторы, сеялки, жатки и сноповязалки и др.), которые применялись не на всех операциях и были рассчитаны в основном на конную тягу.

Совершенствованию подверглись прежде всего метал­лические плуги, пришедшие на смену деревянным сохам. В 1802 г. англичанин Р. Рансор сделал цельный плуг из чугуна, а в 1819 г. американский фермер П. Вуд сконст­руировал чугунный плуг разборного типа. В 1833 г. шот­ландский кузнец Д. Дир создал цельнометаллический плуг с лемехом и отвалом, заменивший конный деревян­ный однолемешный плуг, изобретенный в Голландии в конце XVII в. В 1850-х гг. русский инженер Э.П. Шуман сделал так называемый южно-российский цельноме­таллический плуг с широким полувинтовым отвалом.

Для механизации посевных работ стали применять сеялки и одна из первых была создана англичанином Куком в 1785 г. Еще большую проблему представляла механизация уборочных работ. Первая жатвенная маши­на, работающая по принципу ножниц, была построена англичанином Г. Оглем в 1822 г., а в 1826 г. появилась «жнея» шотландца Белля.

Первую практически пригодную молотилку, рабочим органом которой являлся барабан с билами, построили в 1785 г. в Шотландии отец и сын Майкл. В 1840 г. Тернер в США предложил вместо выбивания современный принцип вычесывания зерна, который и получил пре­имущественное распространение. А русский изобрета­тель А.Р. Власенко создал свою жнею-молотилку на кон­ной тяге, которая являлась первым комбайном (анг. combine — соединение) — агрегатом или совокупностью нескольких машин для выполнения нескольких произ­водственных операций. В 1850 г. в США был выдан па­тент на первую хлопкоуборочную машину.

С 1830-х гг. начался перевод сельскохозяйственных машин с конной на механическую тягу. С начала указан­ного десятилетия в Англии и Франции появились первые паровые колесные тракторы, а в 1832 г. англичанин Дж. Хиткоут получил патент на плуг, который переме­щался с помощью троса, наматываемого на ворот стацио­нарной паровой машины. Аналогичные «паровые плуги»,перемещаемые с помощью троса от локомобиля, в сере­дине XIX в. предлагали и другие изобретатели, но они не нашли широкого распространения для вспашки. Еще менее перспективным оказалось применение паровых тягачей (тракторов) из-за их большого веса и плохой проходимости.

Более перспективным оказался локомобиль в каче­стве привода стационарных сельскохозяйственных ма­шин: молотилок, веялок и др. С середины XIX в. в свя­зи с увеличением запасов зерна для хранения потребова­лось строительство специальных хранилищ — элеваторов (от лат. elevator — поднимающий). Один из первых эле­ваторов был построен в США в 1846 г.

6.3 зарождение и развитие химической промышленности

Среди новых отраслей производства, достигших наи­больших успехов в эпоху промышленного переворота, сле­дует прежде всего назвать химическую промышленность.

Значительные успехи химической технологии были непосредственно связаны с достижениями химической науки. В первую очередь получили развитие отрасли хи­мической промышленности для производства кислоты, соды, хлора и других химических веществ, которые необ­ходимы для получения удобрений, красителей, фармацев­тических препаратов, взрывчатых веществ и др.

Наибольший вклад в химическую науку и развитие химической промышленности, безусловно, внес выдающий­ся русский ученый Д.И. Менделеев, открывший в 1869 г. свой периодический закон химических элементов, являю­щийся основополагающим законом естествознания. Он непосредственно разработал основы теории растворов, изобрел один из видов бездымного пороха и предложил крекинг-процесс — промышленный способ фракционно­го разделения нефти. Как выдающийся научный и обще­ственный деятель он активно пропагандировал примене­ние минеральных удобрений в сельском хозяйстве и оро­шение засушливых земель.

В 1780—90 гг. Н. Леблан основал заводское производ­ство соды из поваренной соли, который непрерывно совершенствовался, пока в 1860-е гг. ему на смену не при­шел более производительный аммиачный способ бельгий­ского изобретателя Э. Сольве. Совершенствовалась также технология производства серной кислоты, в котором в качестве исходного сырья вместо серы стали использо­вать колчеданные (пиритные) огарки.

Получило развитие и технология производства соля­ной и азотной кислот. Соляная кислота, которая внача­ле являлась отходом при выработке соды, стала важней­шим компонентом при производстве хлора и хлорной извести. Предложенный в 1785 г. Бертолле во Франции, а в 1785 г. С. Теннантом в Англии способ отбелки тка­ней хлорной известью в XIX в. получил широкое распро­странение в текстильной промышленности.

В 1842 г. выдающийся русский химик Н.Н. Зелинс­кий получил синтетическим путем красящее вещество анилин из нитробензола, добываемого из каменноуголь­ного дегтя. В 1850-е гг. в англичанином У.Перкином был открыт мовеин, немецким химиком А.Гофманом — розанилин, поляком Натансоном и французом Берге­ном — фуксин. В результате были заложены основы ани-локрасочной промышленности, получившей наибольшее развитие в Германии.

Основы целлюлозно-бумажной промышленности зало­жил английский химик Ф. Хаутон, разработавший в 1857 г. химический способ получения целлюлозы путем обработки древесной массы горячим раствором каусти­ческой соды. Немного позже, в 1869 г. Д. Хайет в США получил на основе нитрата целлюлозы и пластификато­ра самый первый вид пластмассы — целлулоид, который из-за горючести позднее был вытеснен другими, несгора­емыми видами пластмасс.

К рассматриваемому периоду относится также зарожде­ние прикладной электрохимии, основы которой заложил русский ученый Б.С. Якоби. В 1840 г. вышла его знамени­тая книга «Гальванопластика, или способ по данным образ­цам производить медные изделия из медных растворов с помощью гальванизма». В 1864 на Международной выстав­ке в Париже демонстрировались его достижения, принес­шие ему всеобщее признание и заслуженную славу. Открытия Якоби, выполненные им в 1838 г., непос­редственно заложили основы гальванотехники — облас­ти прикладной электрохимии, включающей гальваносте­гию и гальванопластику и охватывающей процессы элек­тролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. При этом гальваностегия (от имени Л.Гальвани + греч. stego — по­крываю) представляет нанесение металлических покры­тий методом электролитического осаждения, а гальвано­пластика (от гальвано + греч. plastike — ваяние) — получение точных металлических копий методом элек­тролитического осаждения.

Метод гальванопластики получил широкое распро­странение в изготовлении точных и однотипных кли­ше для печатания денежных знаков и государственных ценных бумаг. В гальванотехнической мастерской, организованной Якоби, было изготовлено много замеча­тельных произведений искусства, таких как статуи и барельефы Исаакиевского и Петропавловского соборов, Эрмитажа и Зимнего дворца, Большого театра в Москве и др.

6.4 развитие строительства и благоустройство

Рост городов и концентрации населения потребовали коренного изменения в качестве и технологии его обслу­живания в соответствии с резко возросшими бытовыми запросами человека. Возросли требования к технике сооружения жилых, производственных и торговых зда­ний и иных сооружений, к санитарной технике, технике отопления, освещения и прочим видам благоустройства.

В эпоху промышленного переворота объем строитель­ства по сравнению с мануфактурным периодом вырос в десятки раз, резко увеличилось производство строитель­ных материалов. Резко возросшее производство кирпича потребовало совершенствования машин по его формовке и печей для обжига, начали создаваться мощные кирпич­ные заводы.

В 1824 г. английский каменщик Д. Аспдин изобрел романский (от лат. romanus — римский), а через несколько лет — портландский (по названию п-ва Порт­ленд в Англии) цемент. Портландцемент, систематичес­кое применение которого началось с середины XIX в., и по сей день является основным видом цемента, отли­чающимся способностью к быстрому схватыванию и просыханию.

С 1830-х гг. началось использование металлов в каче­стве строительных материалов вначале при возведении промышленных и торговых зданий, а потом и жилых. Приверженцем применения металлических конструк­ций в сочетании со стеклом и бетоном был английс­кий инженер У. Ферберн. В 1840-х гг. такие здания начали сооружаться в России, а в 1851 г. в Лондоне был построен Хрустальный дворец, ставший образцом сооружений нового типа. Но преобладающими сталь и бетон стали при переходе на многоэтажное строитель­ство, при возведении «небоскребов» в последующие периоды.

Тормозом к повышению этажности строительства был недостаток в подъемных кранах для высотного строитель­ства, а также несовершенство лифтов. Гидравлические лифты были тихоходными, а паровые к середине XIX в. еще не получили широкого распространения. Поэтому жилые дома обычно строились не выше 4—5 этажей.

В больших городах началось устройство централизо­ванных систем водоснабжения и канализации. В Мос­кве в 1805 г. была пущена в эксплуатацию Мытищин­ская система водоснабжения. Были созданы системы канализации в Гамбурге — в 1842 г., в Лондоне — в 1853 г., в Париже — в 1856 г., затем в Брюсселе, Берли­не и др. городах.

6.5 совершенствование способов освещения и добывания огня

Освещение жилищ и мест общественного пользования в рассматриваемый период отличалось большим разно­образием и определялось уровнем достатка.

Многие деревенские избы по-прежнему освещались допотопной лучиной из смолистой древесины, вставленной в светец — деревянную или металлическую стойку, под которой устанавливалось корытце с водой или песком. Широко использовались также каганцы — глиняные плошки с фитилем, заполненные жиром в качестве го­рючего. В зажиточных домах использовались дорогие тогда восковые свечи, устанавливаемые в подсвечниках на одну свечу — шандалах и на несколько канделябрах и люстрах. Их ценность, художественные достоинства, а также число зажженных свечей определялось уровнем достатка их хозяев. В затрапезных помещениях и двор­ницких жгли сальные свечи в дешевых подсвечниках и фонарях.

Восковые свечи («церей») и сальные («фебацей») были известны еще в Византии. Производством свечей вначале занимались мыловары и пекари, первые получа­ли жир или воск, вторые — делали из них свечи. В начале XIX в. после многочисленных опытов по расщеплению жиров французскими химиками был получен стеарин (греч. stear — жир, сало). А вскоре (с 1817 г.) появились лучше и дольше горевшие, более прочные и дешевые сте­ариновые свечи, фабричное производство которых было налажено в 1830-е гг. во Франции Милли и Мотаром. Позже, в 1837 г., появились также парафиновые свечи. Наряду со свечами широко использовались масляные лампы, горючим для которых служили дешевые сорта растительных масел: оливковое («деревянное»), сурепко-вое, маковое и т. п. Усовершенствованием ламп занимал­ся еще Леонардо да Винчи, который предложил «лампу с дымовой трубой», улучшавшей тягу, а соответственно процессы горения и свечения. А для получения ровного и мягкого света к ламповому стеклу сверху приставлял стеклянный шар, заполненный водой.

Совершенствованием масляных ламп занимался уже упоминавшийся ранее Д. Кардано. Но важнейшие улуч­шения внес швейцарский изобретатель А. Арган, вопло­тивший в жизнь идею да Винчи с ламповым стеклом и применивший в горелке круглый плетеный, а не круче­ный, как раньше, фитиль. Его светильники в 1785 г. были установлены в Гранд-опера в Париже и поразили публику ярким свечением.

Но наибольший успех выпал на долю француза Кенкэ, который, по предложению Л. Пру, отделил горелку от ре­зервуара с маслом и соединил их резиновой трубкой, по­зволяющей изменением положения горелки по высоте регулировать ее пламя. Он же и наладил производство своих светильников, которые под названием «кенкет» были хорошо известны в России.

В 1840-х гг. английские исследователи, занимавшиеся разложением нефти и сухой перегонкой каменного угля, получили новый вид горючего, которое Э. Геснером было названо керосином (англ, kerosene от греч. kerose — воск). Раньше греки называли нефть «воском земли». По другой версии, изобретателем керосина и керосиновой лампы (1853) является польский аптекарь И. Лукасевич, двумя годами позже которого подобный осветительный прибор создал Б.Силеман.

Промышленное производство керосина началось в США и в Канале в 1850-е гг. и там же началось изготов­ление дешевых и удобных керосиновых ламп со стеклами («пузырями»). Керосиновые лампы, которыми пользуют­ся и в настоящее время там, где отсутствует электри­чество, различаются шириной фитиля, которая измеряет­ся в «линиях». Наиболее распространены 6-10-линейные лампы, но есть и с большей шириной фитиля (до 30-ти линий). Такие лампы с несколькими широкими фитилями, называемые керосинками, также используются и сей­час в качестве бытовых приборов.

Уличное освещение зародилось еще в Древней Греции, но было большой редкостью не только в средние века, но и в начале рассматриваемого периода. Первые уличные фо­нари зажглись на улицах Парижа в 1558 г., ав Санкт-Пе­тербурге у Зимнего дворца и Адмиралтейства в 1723 г. Но с самого начала несовершенство свечного и керосинового освещения заставляло искать новые источники света.

В 1783-89 гг. голландский аптекарь Я.Минкеларе провел первые опыты по использованию для освещения светильного газа, добываемого из угля или дерева. Пер­вым применил газовое освещение в 1792 г. У.Мердок, сотрудник Д.Уатта, а шестью годами позже его изобрете­ние было реализовано в мастерских Уатта.В 1806 г. английский предприниматель Ф.Уинзор с компаньонами создали национальную компанию газового освещения и отопления и с 1808 г. приступили к устрой­ству уличного освещения Лондона. Вырабатываемый све­тильный газ по трубам стал направляться в специальные хранилища (газгольдеры), а оттуда через регулятор дав­ления — в городскую сеть к рожкам и горелкам.

В 1805 г. рабочий Стопе изобрел «мотыльковую» го­релку для сжигания газа, которая в 1820 г. была усо­вершенствована англичанином Д. Нильсоном. С этого времени и вплоть до 1870-х гг. газовая горелка стала ос­новным видом освещения улиц, площадей и квартир ев­ропейских городов до прихода электричества. В 1814 г. газовые фонари зажглись на улицах Лондона, в 1825 — в Петербурге перед зданием генерального штаба. В 1836 г. был открыт ацетилен, но газ был еще дорог и не мог полностью вытеснить свечи, масляные и керосино­вые лампы.

Принципиально новым решением проблемы освеще­ния стало применение электричества, приоритет которого, бесспорно, принадлежит русскому ученому-электротех­нику В.В. Петрову, обнаружившему в 1802 г. явление электрической дуги при помощи созданной им мощней­шей гальванической батареи. ^Сущность этого явления со­стояла в том, что между двумя угольными электродами при их сближении возникает высокотемпературное пла­мя, названное им электрической дугой. Английский физик Гэмфри Дэви, наблюдавший электрическую дугу в 1808-09 гг, назвал ее вольтовой, в честь итальянского ученого Вольты.

Петров также обнаружил, что древесный уголь, поме­щенный в безвоздушное пространство при прохождении электрического тока раскаляется и начинает ярко све­титься. Эти открытия положили начало многочислен­ным опытам, проводившимся как в России, так и в Ан­глии и во Франции по устройству и совершенствованию дуговых ламп и фонарей, которые для нормальной рабо­ты требовали постоянного регулирования зазора между электродами. Это устройство было изобретено в 1878 г. чешским инженером Франтишеком Критиком.

Проводились также опыты по созданию ламп нака­ливания и замене в них ненадежного угольного стерж­ня платиновой нитью. Первым предложил эту идею в 1820 г. англичанин У. Деларю, а первая лампа с плати­новой нитью была создана в 1860-х гг. В.Г. Сергеевым. Однако ни одна из предложенных ламп не нашла широ­кого и систематического применения в рассматривае­мый период. И дело было не только в несовершенстве самого осветительного устройства, а в отсутствии надеж­ных источников тока и средств его передачи, недоста­точном уровне развития электротехники. Изобретения А.Н. Лодыгина и Томаса Эдисона появились в следую­щем периоде.

Требовала своего разрешения не только проблема ос­вещения, но и проблема «добывания огня», зародившая­ся с момента его овладения человеком еще в глубокой древности. На протяжении многих веков основным сред­ством добывания огня было высекание искр путем удара огнива (кресала) в виде закаленной стальной пластинки о кремень и поджигание трута. Трутом назывался фи­тиль или высушенный гриб-трутник, зажигающийся от искры при высекании огня. Этот принцип, как известно, был заложен в основе ружейного кремневого замка и современной зажигалки. Потом в России появились сер­ные спички (серянки), которые зажигались с помощью тлеющего угля или трута.

В 1825 г. в Англии Д. Купер начал производство «ка­менных спичек» с головками из примесей серы и белого фосфора, которые зажигались от трения («чирканья») о твердую поверхность. Два года спустя его соотечественник, аптекарь Д. Валкер предложил изготовлять головки из смеси сернистой сурьмы с хлористым натрием. В 1833 г. немецкий предприниматель И. Камерер начал изготовле­ние спичек с головками из желтого фосфора, которые, как и предыдущие, были вредными и небезопасными. Тем не менее в Англии в 1840-х гг. производство фосфорных спичек получило широкое распространение.

И лишь в 1845-50 гг. братья Лундстрем в Швеции наладили производство близких к современным, безопасных спичек, названных «шведскими». Их головки выполняются из безвредного и безопасного состава, включающего серу, бертолетову соль, клей, а покрытие на коробке — крас­ный фосфор, сульфид сурьмы, песок, клей — также пол­ностью безвредно.

6.7 развитие полиграфии, бумажного производства и совершенствование письменных принадлежностей

Быстрый рост производства и активизация обществен­но-политической жизни способствовали развитию техники полиграфии (греч. poligraphia — многописание) — отрас­ли промышленности, занятой изготовлением различных видов печатной продукции. Этому способствовал также целый ряд изобретений.

В 1798 г. немецкий изобретатель Алоис Зенефельд разработал литографический (от греч. litos — камень + grapho — пишу) способ плоской печати, при котором пе­чатной формой служила поверхность камня (известняка). Первое сообщение о литографии в России сделал акаде­мик В.М. Севергин в 1803 г., а первое литографическое предприятие было открыто в Петербурге известным нова­тором техники П.Л. Шиллингом в 1816 г. Была усовер­шенствована гравюра на дереве (ксилография), а в 1830-40 гг. стала применяться гравюра на стали. Все это позво­лило воспроизводить тексты и рисунки любой степени сложности и выполнять оттиски большими тиражами.

Важным моментом в производстве печатной продук­ции явилось изобретение фотографии (от греч. photos — свет + grapho — пишу). Первый практически пригодный способ фотографии — дагерротипию, в которой светочув­ствительным слоем служил йодид серебра, разработал в 1830-е гг. французский изобретатель Л. Дагер, используя опыты своего соотечественника Ж. Ньепса. Но этот метод позволял получать снимок лишь в одном экземпляре, требовал большой выдержки при съемке (до получаса) и громоздкой аппаратуры, вес которой достигал 50 кг, по­этому не получил распространения.

Широкое распространение фотография получила пос­ле 1840-х гг., когда освоили способ получения негатива на стеклянной пластинке, с которого можно было получить любое количество позитивных отпечатков на свето­чувствительной бумаге. Одновременно разрабатывались различные конструкции объективов для фотокамеры, из которых наиболее совершенным оказался портретный объектив, разработанный в 1840 г. австрийским ученым И. Пецвалем. В 1868 г. француз Л. Дюко де Орон изоб­рел цветную фотографию. С этого времени фотография начинает использоваться не только в полиграфии, но так­же в науке, технике и в быту.

С начала XVIII в. начинается интенсивная разработка различных типов наборных машин и типографских пе­чатных станков. В 1810 (1812-14) г. немецкие изобрета­тели Ф. Кениг и Бауэр создали первую пригодную для работы плоскопечатную машину, а 1815 г. англичанин Б. Фостер создал наборную машину. Позднее появились наборные машины Черча (1822) и др. изобретателей, был усовершенствован и сам типографский станок, превра­тившийся в скоропечатающую машину.

Очередным прогрессивным шагом была разработка в 1850-60-х гг. ротационных печатных машин. Они обес­печивали скоростное непрерывное печатание одновремен­но на обеих сторонах бумажной ленты, разматываемой с рулона с помощью печатных форм, закрепляемых на по­верхности прижимаемых друг к другу вращающихся ба­рабанов. Предпосылками применения ротационных ма­шин были успехи стереотипии (греч. stereos — твердый + typos — отпечаток) — техники изготовления копий (клише) с типографского набора, которая, в свою оче­редь, базировалась на достижениях гальванопластики и фотографии.

Развитие полиграфической промышленности стиму­лировало бурный рост бумажного производства, переход от ручной выделки бумаги к машинной. В 1799 г. фран­цуз Л. Роберт запатентовал созданную им бумагодела­тельную машину («самочерпалку»), за которой последовал целый ряд других изобретений, в которых проявилась четкая тенденция к непрерывному и автоматизированно­му технологическому производству. В 1844 г. Ф. Келле­ром в Германии была предложена технология выделки бумаги из целлюлозы (древесной массы), что позволило уйти от традиционного применения тряпья, разборка которого являлась наиболее вредной ручной операцией.

Требовала своего совершенствования и техника руч­ного письма и прежде всего замена птичьего (гусиного) пера металлическим. Первым предложил делать сталь­ные перья, которые начали изготовляться в 1780 г. в Бирмингеме, И. Янсен из г. Аахена. Изготовление сталь­ных перьев было запатентовано англичанином Б. Донки-ном в 1808 г.

Поначалу они стоили чрезвычайно дорого, пока в 1828 г. Д. Гиллотом в Бирмингеме не было налажено их массовое фабричное производство. В Западной Европе в то время было выдано также много патентов на авторуч­ки, называемые тогда «вечными», или «дорожными», пе­рьями, внутрь полого корпуса которых наливались чер­нила. Однако в тот период времени они не получили ши­рокого распространения.

На протяжении предшествующего периода в основном использовались графитные карандаши (от тюрк, кара — черный + даш — камень), которым предшествовали «ита­льянские» (с XIV в.), до создания которых (с XII в.) пи­сали и рисовали с помощью свинцовых и. серебряных штифтов в металлической оправе. В 1784 г. француз Ж. Контэ предложил вместо цельнографитового стержня выполнять его из смеси графитового порошка, что мож­но считать моментом создания современного карандаша.

Принципиально новым в развитии ручного письма ста­ла замена его печатанием на пишущей машинке. Первый патент на способ печатания букв с помощью специального аппарата был выдан в 1714 г. англичанину Г. Миллю. После него было предложено много типов подобных ап­паратов, большая часть которых предназначалась для слепых, к тому же все они были сложны, громоздки и не обеспечивали достаточной скорости печатания. Наиболее удачной оказалась конструкция, предложенная в 1867 г. американским топографом К. Шоулзом, который, не имея средств на реализацию своего изобретения, продал его предпринимателю Ремингтону. Последний и наладил в 1870-е гг. промышленный выпуск пишущих машинок под своим именем — «Ремингтон».

Глава 7. ИТОГИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ В ЭПОХУ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА

1. Резкий скачок в развитии производительных сил в результате промышленного переворота и перехода от мануфактурного к фабричному производству и примене­нию систем машин.

2. Дальнейшее совершенствование гидротехнических установок и их использование для водоснабжения и ме­ханизации производственных процессов в горнодобыва­ющих и перерабатывающих отраслях производства.

3. Развитие металлургии и литейного производства, совершенствование доменных печей и переход от сыродут­ного способа получения железа к кричному переделу и пудлингованию. Использование достижений металловеде­ния для расширения производства высококачественных сталей.

4. Рост машиностроительного производства и объе­ма металлообработки, увеличение парка и расширение номенклатуры металлорежущего оборудования. Вне­дрение стандартизации и взаимозаменяемости деталей машин.

5. Разработка и совершенствование паросиловых ус­тановок, расширение их производственного применения и переход к серийному изготовлению. Создание и развер­тывание строительства паровозов и пароходов, изобрете­ние паровых и гидравлических турбин.

6. Развертывание строительства железных дорог, на­лаживание парового судоходства и строительство кана­лов. Появление парового безрельсового транспорта, изоб­ретение и налаживание производства велосипедов. Пер­вые опыты по применению д.b.c. на транспорте.

7. Изобретение, налаживание производства и расши­рение применения сельскохозяйственных машин с кон­ным, а затем и паровым приводом: металлического плу­га, механических жаток, молотилок и первых комбайнов.

8. Создание и расширение производства строительной и горнопроходческой техники: одно- и многоковшовых экскаваторов, ленточных и цепных транспортеров, паро­вых подъемников, пневматических перфораторов и др.9. Механизация производства тканей, создание высоко­производительного прядильного оборудования и ткацких станков, совершенствование технологии отбеливания и окраски тканей.

10. Совершенствование конструкций и налаживание производства огнестрельного оружия, переход к нарезно­му оружию и производству стальных орудий, разработка конструкций боевых ракет. Изобретение многозарядной винтовки и револьвера, бездымного пороха и динамита.

11. Зарождение новой науки, электротехники; разра­ботка первых электрических машин и способов переда­чи электроэнергии на расстояние. Изобретение электри­ческого и семафорного телеграфа, налаживание телеграф­ной связи.

12. Использование достижений химической науки и зарождение анилокрасочной промышленности, производ­ства целлюлозы для изготовления бумаги и пластмасс.

13. Изобретение литографии, фотографии, стальных перьев, карандашей и пишущей машинки, совершенство­вание печатных машин и другого типографского обору­дования, расширение выпуска печатной продукции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бакс К. Богатства земных недр / Пер. с нем. Общ. ред. и предисл. Г.И. Немкова. — М: Прогресс, 1986. — 384 с.

2. Беккерт М. Мир металла / Пер. с нем. М.Я. Аркина. Под ред. В.Г. Лютшу. — М.: Мир, 1980. — 152 с.

3. Боголюбов А.Н. Творения рук человеческих: Естественная история машин. — М.: Знание, 1988. — 176 с.

4. Боровой С.В. История науки и техники. — М.: Просвеще­ние, 1984. - 267 с.

5. Буровик Н.А. Родословная вещей. — М.: Знание, 1991. — 246 с.

6. Вейс Г. История цивилизации: архитектура, вооружение, одежда, утварь: Иллюстрированная энциклопедия. В 3-х т. — М.: ЗАО ЭКСМО-Пресс, 1998.

7. Виргинский B.C., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники (с древнейших времен до середины 15 века): Пособие для учителя — М.: Просвещение, 1993. — 287 с.

8. Виргинский B.C. Очерки истории науки и техники 16-19 ве­ков: Пособие для учителя. — М.: Просвещение, 1984. — 287 с.

9. Виргинский B.C., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники, 1870-1917 гг.: Кн. для учителя. — М.: Просвещение, 1988. - 304 с.

10. Гвоздецкий В.Л. Иван Яковлевич Конфедератов. 1902-1975. — М.: Наука, 1984. — 160 с.

11. Голян-Никольский А.Ю. Значение истории техники для подготовки инженерно-технических кадров / В кн.: Пробле­мы истории науки и техники. — К.: Изд-во АН УССР, 1963. — С. 58-67.

12. Данилевский В.В. Вооружить будущих специалистов знанием истории техники // Вести высш. школы. 1948. 3. — С. 28-33.

13. Дятчин Н.И. История развития техники: Справочное по­собие. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999. — 57 с.

14. Евдокимов В.Д., Полевой С.Н. От молотка до лазера. — М.: Знание, 1987. — 192 с.

15. Ермаков ЮМ. От древних ремесел до современных техно­логий. — М.: Просвещение, 1992.-127 с.

16. Загорский Ф.Н. Очерки по истории металлорежущих станков до середины 19 в. — М-Л.: Изд-во АН СССР, 1960. — 261 с.

17. История техники / Авт.: Зворыкин А.А., Осьмова Н.И., Чернышев В.А., Шухардин С.В. Под ред. Милонова Ю.К. — М.: Соцэкгиз, 1962. — 576 с.

18. Кириллин В. А Страницы истории науки и техники. — М,: Наука, 1989. — 494 с.

19. Конфедератов И. Я. Формирование истории техники как научной дисциплины / Вопросы истории естествознания и тех­ники 1975. 1(50). — С. 19-25.

20. Конфедератов И. Я. Предмет и метод истории техни­ки. — М.: МЭИ, 1956. — 22 с.

21. Конфедератов И. Я. Иван Иванович Ползунов. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1951. — 296 с.

22. Копылов В. Е. Бурение?.. Интересно! — М.: Недра, 1981. — 160 с.

23. Краткий политехнический словарь / Гл. ред. проф. Ю.А.Степанов. — М.: Гос. изд-во техн.-теор. литерат., 1956. — 1136с.

24. Мезенин НА. Повесть о мастерах железного дела. — М.: Знание, 1973. — 224 с.

25. Мелещенко Ю.С. Техника и закономерности ее разви­тия. — Л.: Лениздат, 1970. —248с.

26. Орлов В.И. Трактат о вдохновении, рождающем великие изобретения. Изд. 2-е. — М.: Знание, 1980. — 336 с.

27. От махин до роботов (в 2-х кн.): Очерки о знаменитых изобр., отрывки из докум,, научи, статей, воспомин., тексты патен­тов. — М.: Современник, 1990.

28. Очерки истории техники в России. 1861-1917 гг. (Горное дело, металлургия, энергетика, электротехника, машинострое­ние). — М.:, 1973. — 375 с.

29. Политехнический словарь / Гл. ред. акад. А.Ю. Ишлин-ский. — 2-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1980. — 656 с.

30. Рожен АЛ. Ученый, инженер и сто веков. — М.: Знание, 1975. — 144 с.

40. Савельев Н. Я. Сыны Алтая и Отечества: Ч. I — Барна­ул: Алт. кн. изд-во, 1985. — 376 с.

31. Савельев Н. Я, Сыны Алтая и Отечества: Ч.И. Механикус Иван Ползунов. — Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1988. — 336 с.

32. Семенов С. А. Развитие техники в каменном веке. — Л.:, 1968. — 356 с.

33. Силин А. А. Трение и его роль в развитии техники. — М.: Наука, 1983. — 176 с.

34. Техника в ее историческом развитии. От появления ручных орудий труда до становления техники машинно-фаб­ричного производства /Отв. ред. С.В.Шухардин. — М.: На­ука, 1979. — 416 с.

35. Успасский П.П. Из истории отечественного машиностро­ения. — М.: Машгиз, 1952. — 82 с.

36. Флунке Ф. От каменного сверла до спирального / Машино­строитель. 1934. 2.

37. Шаповалов ЕА. Общество и инженер: Философско - социологические проблемы инженерной деятельности. — Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1984. — 181 с.

38. Шухардин С.В. История науки и техники. Ч. 1, 2. — М., 1974. —280с.