Изменения в технике металлургии

Крупным нововведением в доменном производстве явилось применение в 60-х годах XVIII в. цилиндрических воздуходувок, обеспечивших значительное увеличение производительности печей. Достаточно сказать, что в Англии сразу же после внедрения этих устройств производительность домны поднялась с 10-12 т до 40 т в неделю.

Непрерывно увеличивался размер доменных печей. Древесно-угольные печи конца XVIII в. сооружались высотой до 14 м.

В 1500 г. в мире выплавлялось 60 тыс.т чугуна, а в 1790 г. - 278 тыс.т.

В России в 1700 г. выплавляли 2,5 тыс.т. чугуна, а в 1800 г. - 162 тыс.т. Россия вела большую торговлю металлом со многими странами.

В связи с катастрофическим истреблением лесов уже в середине XVII в. были начаты поиски заменителей древесного угля, что, в конце концов, привело к переводу черной металлургии на минеральное топливо - кокс, получаемый из каменного угля.

На более высокую ступень перешли методы литья колоколов, художественных изделий и огнестрельного оружия.

Например, "Царь-колокол" был отлит в ноябре 1735 г. отцом и сыном Моториными. Вес колокола около 200 т, высота - 6,3 м, диаметр - 6,9 м, толщина стенок: вверху - 0,4 м, внизу - 0,27 м.

1.4.5 Изменения в военной технике в связи с применением огнестрельного оружия

Изобретение пороха и распространение его в Европе, а также успехи литейного дела привели к настоящей революции в военной технике, к широкому применению огнестрельного оружия.

Вначале стволы орудий изготовлялись из железных полос, скрепляемых обручами. Затем их стали делать цельноковаными из железа. В XVI в. изобретен и начинает широко применяться колесный лафет.

При переходе на массовое производство стволы начали отливать из бронзы, а затем из чугуна.

Орудия в это время изготовлялись гладкоствольными и заряжались с дула.

Снарядами были ядра из камня, свинца, железа, зажигательной массы и т.п. В XV в. стали применять чугунные ядра, что привело к уменьшению калибра снарядов при сохранении их веса, что позволило уменьшить вес ствола и вес орудия, повысить их подвижность и увеличить боевую мощь.

Необходимость увеличения площади поражения привела к изобретению цельных и раздвижных книппелей и картечей. Крупным нововведением явилось изобретение в XVI в. разрывных снарядов. Затем в картечи сплошные пули заменили разрывными. В XVII в. появилась так называемая гранатная картечь. В XVIII в. стали различать снаряды фугасного и осколочного действия. Дальность полета из мортир составляла 500 м, из пушек малого калибра - 600 м, из пушек большого калибра - 1000 м.

Примером мастерства отлива пушек является деятельность знаменитого русского литейщика Андрея Чохова, одной из наиболее выдающихся работ которого является " Царь-пушка " (1586 г.): вес-40т, длина ствола - 5,34 м; калибр - 890 мм (мортира, никогда не стреляла).

Выдающийся русский механик и изобретатель А.К.Нартов (1694 - 1756), работая в артиллерийском ведомстве, изобрел станки для сверления канала и обточки цапф пушек, оригинальный набор сменных зубчатых колёс, оптический прицел и др.

Он предложил новые способы отливки пушек и заделки раковин в канале ствола. В 1741 г. Нартов создал скорострельную батарею из 44 трехфунтовых мортирок. В этой батарее впервые в артиллерии был применен винтовой подъемный механизм, позволивший придавать стволу желаемый угол возвышения.

Гладкоствольная артиллерия существовала более 500 лет (до середины XIX в.).

Текстильное производство

Первые капиталистические мануфактуры возникли в текстильном производстве, что способствовало техническому прогрессу в этой отрасли.

С XV в. на полотняных мануфактурах внедряются самопрялки. В технике ткачества полотняных изделий широкое распространение получил так называемый фламандский ткацкий станок. Все отдельные операции выполнялись вручную.

В суконной мануфактуре применяют почти исключительно ручные орудия труда. Со временем машины начинают применять только в двух операциях: для валяния сукон и ворсования материи.

Первые шелкокрутильные машины применялись в Италии уже в XIII в.

Особый интерес представляет станок для выделки шелковых лент, изобретенный (по-видимому, в Голландии) в конце XVI в. Вначале применение этого станка встретило сильное сопротивление ремесленников, но впоследствии он нашел самое широкое распространение почти во всех отраслях. (Заметим, что изобретателя машины подвергли пожизненному тюремному заключению).

Крупнейшим изобретением в текстильном производстве явился вязальный станок, сконструированный в 1589 г. английским студентом В.Ли. Эта сложная машина, состоящая из сотни спиц, позволила приступить к производству чулок машинной вязки. Изобретатель, однако, не смог организовать чулочное производство у себя на родине и вынужден был переехать во Францию, где в начале XVII века он вместе со своим братом построил первые чулочные мастерские. После этого машинная вязка чулок распространилась и в других странах: в Англии, Голландии, Австрии, Саксонии.

 

1.4.7 Часы и мельница как основа для создания машин.

Первые машины и изобретательство

Еще в древности, примерно 3000 лет до н.э., в Египте, Индии, Китае пользовались для измерения времени солнечными часами.

Изобретение водяных часов также относится к глубокой древности. В XIII в. появились механические часы башенного типа с одной стрелкой, приводимые в движение грузом, подвешенным на канате к барабану. В конце XV в. были изобретены пружинные часы, приводимые в движение свернутой упругой пружиной.

Однако все эти часы давали весьма приблизительные показания времени. Полный переворот в этой области был произведен лишь в XVII в. выдающимся голландским механиком, физиком и математиком Х. Гюйгенсом (1629-1695). Правда, первый шаг в усовершенствовании измерения времени был сделан Галилеем, однако Гюйгенс впервые в 1657 г. применил в качестве регулятора в стационарных часах маятник, а в переносных часах - упругую спираль. Для регулятора хода часов с упругой спиралью он применил балансир, т.е. изобрел специальный спуск для передачи маятнику и пружинам импульсов. Свое изобретение Гюйгенс описал в небольшой работе «Маятниковые часы». Эта книжица вошла в историю науки как пример сочетания теории с конструктивным решением проблем.

Большой интерес имеет работа русского изобретателя И. П. Кулибина (1735-1818).

Известно, что в первобытно-общинном обществе орудиями размола зерна были зернотерка и ступка, а затем и жернов, которые приводились в движение вручную. Уже в рабовладельческом обществе орудия размола зерна стали приводиться в движение водяными колесами. Примерно в X в. в Западной Европе появились ветряные мельницы.

Таким образом, изобретение, а затем широкое применение механических часов, с одной стороны позволило изучить равномерное движение, а с другой, натолкнуло на мысль применить принцип автоматизма для производственных целей. Развитие мельниц способствовало тому, что принцип освобождения рук человека от соприкосновения с предметом труда был перенесен на другие трудовые процессы.

В мануфактурный период были созданы необходимые условия для перехода к машинной индустрии, сделаны первые попытки применения машин.

Машины как механизмы или сочетания механизмов, осуществляющих определенные целесообразные движения для преобразования энергии при производстве работы, появились еще в древности. Как известно, в зависимости от основного назначения различают машины-двигатели, с помощью которых один вид энергии преобразуется в другой, удобный для эксплуатации, и рабочие машины (машины-орудия), с помощью которых производится изменение свойств, состояния и положения объектов труда.

В мануфактурный период особенно быстро развивался первый вид машин.

Мануфактурный период характеризовался резким увеличением числа изобретений и усовершенствований. Среди изобретателей встречались представители самых различных слоев населения. Наряду с изобретателями-профессионалами (часовщиками, красильщиками, ткачами и т.п.) было много священников, парикмахеров, дворян и купцов, которые или покупали изобретения и выдавали их за свои, или иной раз вносили сами предложения.

Установление привилегий на изобретения явилось новым источником дохода государства - патенты и привилегии облагались высокими налогами. Привилегии, охраняющие права изобретателей, были введены в Англии (1623 г.), США (1787 г.), во Франции (1791 г.) и позднее в других странах Европы: в России (1812 г.), Голландии (1817 г.), Испании (1820 г.), Австрии (1820 г.).