Техническая деятельность в средние века

Развитие ремесла

Еще в рабовладельческом обществе возникли города с крупными рабовладельческими ремесленными мастерскими. Однако после падения Рима города пришли в упадок, а место крупных рабовладельческих предприятий заняли небольшие домашние ремесленные мастерские.

Начиная с XI в., когда развитие производительных сил пошло более быстрыми темпами, в странах Западной Европы и на Руси стали создаваться крупные города и вновь возникать обособленные ремесла. Ремесленники начали селиться вокруг замков феодалов, городов и монастырей. Так постепенно, начиная с X в., обычно на водных путях, стали создаваться города.

Начиная с IX в. в Византии, с X в. - в Италии, а несколько позже - во всех странах Европы и на Руси возникли цехи. Цех объединял городских ремесленников одного или нескольких близких промыслов. Полноправными членами цехов были только ремесленники-мастера, имеющие небольшое количество подмастерьев и учеников. Цех регламентировал процесс производства, продолжительность рабочего дня, число подмастерьев, количество сырья, готовых продуктов, цены и т.п. При этом приемы работы, закрепленные долголетней традицией, были строго обязательны для всех мастеров.

Внутри мелкой ремесленной мастерской не было сколько-нибудь широкого разделения труда, оно происходило между отдельными мастерскими, а не внутри мастерских. Это привело к увеличению числа профессий и цехов.

Выплавка металла

Для совершенствования орудий труда решающее значение имело улучшение плавки и обработки железа. Вначале основным способом получения железа был сыродутный процесс, при котором происходит прямое восстановление железа из руды, обычно при 1100-1350°С. Извлекаемая из горна крица (кусок металла пористого железа губчатого строения с некоторым количеством серы, фосфора, кремния, марганца и др. примесей со шлаковыми включениями) в дальнейшем проковывалась, в результате чего получалось железо.

Чтобы повысить степень извлечения железа из руды и производительность процесса, увеличили высоту самого горна, в результате горн превратился в домницу, и усилили дутье путем применения водяного колеса для приведения в действие воздуходувных мехов. В результате был получен чугун. При вторичной переплавке в горне получали сталь.

Первые доменные печи появились в Западной Европе в середине XIV в. Доменная печь XV-XVI вв. имела высоту 4,5 м, внутренний диаметр 1,8 м и в ней получали 1,6 т чугуна в сутки.

Обычно при одной доменной печи работало несколько кричных горнов, в которые загружался чугун (150-200 кг). Кричный передел протекал 1-2 часа. В сутки можно было получить около 1 т металла. Выход годного кричного железа составлял 90-92% веса чугуна.

 

Горное дело

Увеличение выплавки и обработки металлов вызвало изменение техники горного дела, которое превратилось в особую сферу деятельности.

Добыча руды осуществлялась простыми горными инструментами. Широко использовался огневой метод. Для подъема руды применялся обычный ворот, приводимый в движение вручную. Водоотлив производился через ствол шахты в кожаных мешках или при помощи штолен.

Широко проводились разведочные работы при помощи шурфов и при помощи "волшебной" лозы.

 

 

1.3.4 Крупнейшие изобретения: порох, бумага,

книгопечатание, очки, компас

Старейшим из взрывчатых веществ является дымный, или, иначе, черный, порох - взрывчатая смесь, состоящая из калиевой селитры, серы и древесного угля.

Приближающаяся к этому составу зажигательная смесь появилась впервые в Китае, по одним сведениям в начале нашей эры, по другим в VIII-IX вв. Первое упоминание о применении дымного пороха в Китае относится к 1232 г.

В середине VII в. византийцы употребляли так называемый "греческий огонь", состоявший из серы, горной смолы, селитры и льняного масла.

Первые летописные сведения о применении пороха в Западной Европе и на Руси относятся к XIV в.

В течение длительного времени дымный порох являлся единственным употреблявшимся взрывчатым веществом, причем состав его на протяжении 500 лет почти не изменялся. Применение черного пороха в качестве метательного средства положило начало огнестрельной артиллерии, которая вызвала настоящую революцию в военном деле.

Время и место изобретения бумаги точно не известно. Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена около II в. н.э. Чай-Лунем. Производство бумаги затем перешло в Корею, Японию, Ср. Азию. В XI-XII вв. бумага появилась в Европе.

В IX в. н.э. в Китае началось печатание с печатных досок. Там же в XI в. началось печатание с наборных литер обожженной глины. В XIII в. в Корее были введены литеры, отливавшиеся из бронзы.

В Западной Европе книгопечатание возникло в конце XIV- начале XV в. Условной датой начала европейского книгопечатания с металлических наборных литер считается 1440 г. Автором изобретения был немец Иоганн Гутенберг. Для печатания были созданы ручные печатные станки.

Среди великих открытий и изобретений того времени находятся очки и компас. Место и время изготовления первых очков точно не известно. Первые очки появились в Венеции в XIII в. Потребность в очках вызвала развитие стекольного дела, и, в частности, шлифовки стекол. Изготовление и применение очков подготовили изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию теоретических основ оптики.

Точные данные о времени и месте применения магнетизма и изобретении компаса неизвестны. По-видимому, магнетизм впервые был обнаружен в виде естественной намагниченности некоторых железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизма известно в Китае, где в летописи III в. до н.э. имеются записи о применении компаса, первоначально употреблявшегося при сухопутных путешествиях.

 

Первые упоминания о компасе в Европе относятся к XII-XIII вв. Вначале компас представлял собой магнитную стрелку, укрепленную на пробке, которая плавала в сосуде с водой. В начале XIV в. компас усовершенствовали: к стрелке прикрепили небольшой круг с 16 делениями (румбами)

Компас, подзорная труба, а также появившаяся техника морского дела позволили в конце XV и в XVI в. осуществить великие географические открытия.

1.4 Техническая деятельность в период упадка феодализма и зарождения капиталистических отношений

 

1.4.1 Мануфактура, дифференциация и усовершенствование рабочих инструментов

Мануфактура возникла двумя путями. Первый путь - это объединение капиталистическим предпринимателем в одной мастерской ремесленников разных специальностей (гетерогенная мануфактура). Второй путь - это объединение в одной мастерской ремесленников одной специальности (органическая мануфактура).

Уже одно разделение труда при наличии даже простых орудий производства обеспечило значительный рост производительности труда. В XVIII в. небольшая мануфактура, в которой было занято всего 10 рабочих, при разделении труда производила в день 48 тыс. иголок. Один же ремесленник, выполняя все операции процесса производства иголок (до 92), мог изготовить в день не больше 20 иголок.

Происходит дальнейшее совершенствование, специализация и дифференциация простых орудий труда. Например, на некоторых английских железоделательных мануфактурах XVIII в. применялось свыше 500 молотков разнообразной формы, причем каждым из них производилась только одна операция.

Возникновение и распространение мануфактур подготовило условия для перехода к машинному производству.

 

1.4.2 Водяное колесо - основной двигатель

мануфактурного периода

Все орудия, которые раньше приводились в действие вручную или силой животных, например ручные мельницы, насосы, мехи и т.п., в мануфактурный период начинают приводиться в движение при помощи водяного (гидравлического) колеса.

Гидравлические колеса применялись уже в странах Древнего Востока: в Египте, Китае и Индии, водяные мельницы использовались в Древней Греции и в Риме, но только в мануфактурный период колесо стало главным двигателем в промышленности.

Во Франции мастер Р.Салем под руководством А. де Виля соорудил в 1682 г. крупнейшую гидросиловую установку из 13 колес, диаметр которых достигал 8 м. Колеса, установленные на реке Сене, приводили в действие 235 насосов, поднимавших воду на высоту 163 м. Эта система снабжала водой фонтаны королевских парков в Версале и Марли.

Однако даже такие колоссальные гидравлические двигатели не обладали достаточной мощностью. Самые большие колеса имели мощность не более 200 л.с. Мощность обычных водяных колес не превышала десятка л.с.

Развитие горного дела

В мануфактурный период гидравлические двигатели наибольшее применение получили в горной промышленности, где они использовались для привода подъемных, водоотливных, вентиляционных установок, дробильных и транспортных механизмов.

Развитие производительных сил требовало увеличения добычи железной руды, каменного угля и других полезных ископаемых. Расширение торговли увеличивало спрос на драгоценные металлы - золото и серебро, добыча которых в связи с этим значительно возросла.

Большой производственный опыт в области горного дела, накопленный к началу XVI в. в странах Западной Европы, был впервые обобщен выдающимся немецким ученым Г. Агриколой (1508-1557) в труде "О горном деле и металлургии"(1550). Эта книга являлась в течение более 200 лет основным руководством по горному делу.

Работы велись при помощи ручных железных горных орудий (кайл, кирок, молотов, лопат и т.п.). В исключительно твердых породах разрешалось применять огневой метод. В XVIII в. стали производить первые опыты по применению пороха для разрушения горной породы.

Добытую руду доставляли по горным выработкам в тачках или четырехколесных тележках. Использовали также различного вида вороты (ручные, с кожаным приводом или гидравлическими колесами).

Особенно остро стояла проблема водоотлива. Для откачки воды изобретались самые разнообразные средства (чашечные и совковые элеваторы, нории, простые и сложные поршневые насосы)

Маркшейдерские работы выделились в самостоятельную область горного дела.

Исключительное развитие получило обогащение руд.