Часы - первый автомат для практических целей

Часы - одно из наиболее интересных изобретений средних веков, обеспечивающих длительное непрерывное равномерное движение (вращение) частей механизма. Их созданию предшествовали успехи техники, механики, математики, астрономии. Службы времени в нашем понимании тогда не существовало; и в обыденной жизни, в быту идеальная точность во времени не была необходимостью, как сейчас [8]. Время до появления часов отсчитывали весьма приблизительно. Одной из первых, кто настоятельно нуждался в исчислении времени, была церковь, ибо ей необходимо было отправлять службы в определенное время. Производство часов было сложно, и поэтому оно находилось всецело в руках мастеров конкретной профессии. Часы в своем развитии прошли долгий путь непрерывных совершенствований. Изменились их габариты и устройство механизма. Однако созданные в XVI столетии механические шпиндельные часы имели почти все узлы, которые теперь входят как составные части в часы современные. Несовершенство же первых часов заключалось в том, что у них значительно изменялась амплитуда колебаний. Кроме того, вплоть до XVI в. они имели лишь часовую стрелку. Среди известных можно отметить башенные часы Страс-бургского собора (1354 г.) с курантами, в которых двигались фигуры, а также часы многих других европейских городов. На Руси башенные часы появились в 1404 г. в Московском Кремле и в течение XV-XVII вв. распространились во многих городах России [9].

Механизм часов Дуврского замка (1348 г.)

Часы изготовляли разнообразных конструкций, размеров и широко применяли для установки на башнях соборов, ратушей и других городских зданий, а также использовали в качестве хронометров личного пользования (карманные часы). Последние требовали особо точной обработки и сочленения мелких многочисленных деталей механизма часов.

Средневековый часовщик. Гравюра И. Аммана

ГОРНОЕ ДЕЛО И МЕТАЛЛУРГИЯ

Добычей руд цветных металлов и железа занимались и в предшествующий период, однако разработки были незначительны. Количество руды, которое они сначала давали, было достаточно для снабжения металлом местных ремесленников. С расширением металлургического производства приходилось идти в глубь недр, т. е. переходить к шахтному способу добычи руды.

На территории европейских стран медь, серебро, олово, свинец добывали издавна. Свинцовые и серебряные руды, например, начали разрабатывать в X в. в Госларе (Германия), с XIII в. олово добывали в Чехии и во многих местах Альп. Однако более глубокую историю имеет разработка железной руды.

Представляют также интерес сведения о добыче каменного угля в Европе в XII в. (герцогство Лимбург). Каменный уголь, по сохранившимся источникам (1198 г.), ремесленники использовали в кузнечном деле в качестве топлива.

Ремесленник-кузнец. 1600 г

Как отрасль производства горное дело в странах Европы появилось в первую очередь в Чехии и Силезии. В XI в. известны рудники в Греции, Гарце (в Германии) и Мансфильде (Англия). В XII столетии уже существовали сложившиеся способы проходки и крепления шахт и штолен. Горное дело превращается в особую область ремесленного производства, появилась профессия ремесленников-горняков, возникли города -центры горного производства. В этих городах ремесленное население занималось в основном добычей полезных ископаемых, изготовлением орудий труда, оружия, ювелирных и других изделий. Горное дело тормозилось феодальной собственностью на землю, а также отсутствием определенных правил ведения горных работ. В связи с этим население крупных городов вело постоянную борьбу с феодалами за получение необходимых свобод. Наиболее ранние положения горного права были выработаны в Чехии. К 1249 г. относится первый королевский горный закон, введенный для города Иглавы.

Горняки средневековой Европы внесли серьезный вклад в разработку и усовершенствование многих технических приемов и способов ведения разведки и добычи полезных ископаемых. Так было предложено бурение горных пород (правда, с помощью обычного ручного ворота). Для рудничного подъема и водоотлива начали применять механизмы с конным приводом. В этот период еще характерно широкое распространение старого огневого метода [10]. Средневековые ремесленники-горняки заложили основу мокрого обогащения, что позволяло вести добычу сравнительно бедных руд [11].

Добыча руды на горном предприятии начала XVI в. в Германии

В металлургии особую роль играло получение железа, широкое использование которого >в раннефеодальный период имело решающее значение для совершенствования орудий труда. Основной способ изготовления железа был прежний - сыродутный процесс. Железо получали в сыродутных горнах, принцип действия которых в основном тождествен для большинства ремесленных районов Западной и Восточной Европы. В глиняный горн, иногда обложенный камнем, закладывали железную руду и древесный уголь и мехами нагнетали воздух. В результате восстановления руды получали железную крицу весом до 6-8 кг.

Археологические раскопки на территории СССР дали богатейший материал для воссоздания техники производства железа в VI-X вв. К числу находок относится, например, сыродутный горн VIII-IX вв., обнаруженный у деревни Лебедка Орловской области. Примером наиболее распространенных на территории нашей страны сыродутных горнов могут служить горны, найденные при раскопках Старой Рязани (XII в.) ив городе Болгары на Волге (X-XI вв.). Горны имели полусферическую форму, напоминавшую широкую чашу, опрокинутую основанием вверх. Общая высота горна 0,5 м, высота рабочего пространства 0,35 м, дно овальное или круглое диаметром 0,8 м. Наверху сделано круглое отверстие (диаметр 0,5 м) для загрузки угля и руды и выхода газов [11]. Получаемую в горне пористую крицу железа затем проковывали. Она служила материалом для изготовления орудий труда и оружия. Со временем для повышения производительности сыродутных горнов увеличили их высоту. В результате он превратился в домницу с более сильным дутьем, которое достигалось с помощью механических устройств.

Превращение сыродутного горна в домницу привело к изменению самого процесса получения железа. Наряду с железом в таких удлиненных горнах стал образовываться и жидкий металл, сильно науглероженный продукт - чугун. Так, около середины XIV в. в Западной Европе появились первые прототипы доменных печей. В XV в. доменные печи были известны и применялись в Италии, Нидерландах, во французских и немецких землях.

Таким образом, рассматриваемый период развития средневековой металлургии характеризуется переходом от сыродутного к более прогрессивному доменному производству железа, получением нового замечательного материала - чугуна. Этот период в истории железа имеет огромное принципиальное значение, так как с появлением чугуна открылись возможности дальнейшего развития металлургии на основе более прогрессивного, так называемого двухстадийного процесса передела чугуна в железо.