Развитие науки и техники в период монополистического капитала (вторая половина XIX – начало XX вв. )

(см. документы №№ 39-63 хрестоматии)

Развитие системы машин на базе электропровода

К началу 70-х гг. XIX в. капитализм стал господствующей системой на земном шаре. «Буржуазия менее чем за сто лет создала более многочисленные и более грандиозные производительные силы, чем все предшествующие поколения, вместе взятые. Покорение сил природы, машинное производство, применение химии в промышленности и земледелии, пароходство, железные дороги, электрический телеграф, освоение для земледелия целых частей света, приспособление рек для судоходства…» Мощные производительные силы буржуазного общества очень скоро переросли рамки буржуазных отношений. Основное противоречие капитализма – противоречие между общественным характером производства и частнокапиталистической формой присвоения – проявлялась в форме экономических кризисов, которые с 1825 г. периодически происходят в различных странах Европы и США.

Однако до 70-х гг. XIX в., несмотря на повторяющиеся время от времени экономические кризисы, сопровождавшиеся обыкновенно уничтожением части производительных сил общества, капитализм развивался поступательно, т.е. буржуазные отношения все же обеспечивали дальнейшее развитие всего способа производства в целом.

Последняя треть XIX в. ознаменовалась крупными техническими сдвигами, ростом промышленности и ее концентрацией. В середине XIX в. преобладающее место в промышленности капиталистических стран занимала легкая промышленность. Мировой экономический кризис 1837 г. привел множество мелких предприятий к гибели и дал сильный толчок концентрации производства. В промышленности капиталистических стран преобладающую роль стала играть тяжелая промышленность – металлургия, машиностроение, а также горнодобывающая промышленность, для развития которых требовались огромные капиталы.

В.И. Ленин, характеризуя переход к монополистическому капитализму, писал: «Основные итоги истории монополий: 1) 1860-е и 1870-е гг. – высшая, предельная ступень развития свободной конкуренции, монополии - лишь едва заметные зародыши; 2) после кризиса 1837 г. широкая полоса развития картелей, но они еще исключение; 3) подъем конца XIX в. и кризис 1900 – 1903 гг.: картели становятся одной из основ всей хозяйственной жизни. Капитализм превратился в империализм».

В.И. Ленин вскрыл пять характерных признаков империализма:

1. концентрация производства и капитала;

2. слияние банкового капитала с промышленным и создание, на базе этого «финансового капитала», финансовой олигархии;

3. вывоз капитала, в отличие от вывоза товаров, приобретает особо важное значение;

4. образование международных монополистических союзов капиталистов, делящих мир;

5. окончание территориального раздела земли крупнейшими капиталистическими державами.

В 1860 г. первое место в мировой экономике занимала Англия. В 70-х гг. США обгоняют Францию, в 80-х гг. – Англию и к 90-м гг. превращаются в крупнейшую капиталистическую державу.

Для империализма характерно сочетание конкуренции и монополии. Погоня за монопольными прибылями побуждает монополистов вводить технические усовершенствования, которые ведут к снижению издержек производства, и служат серьезным орудием в конкурентной борьбе. Поэтому капиталисты вынуждены внедрять в производство технические усовершенствования, новейшие изобретения и научные открытия, т.е. способствовать развитию всего комплекса производительных сил. Однако достижения науки и техники они используют исключительно в интересах обеспечения высоких прибылей.

Особенностью развития техники при империализме является то, что возрастает роль военной техники и ее влияние на всю технику в целом. К концу XIX в. был закончен раздел мира между монополистическими союзами капиталистов. Встал вопрос о переделе мира. Появляются наиболее крупные изобретения, направленные на усовершенствование средств массового уничтожения людей и материальных ценностей.

Наиболее важным и характерным для развития техники конца XIX - начала XX вв. был переход от центрального парового двигателя к электродвигателю, вначале групповому, а затем индивидуальному. Переход к системе машин на основе электропривода осуществлялся после 70-х гг. XIX в. на протяжении 40-45 лет и был подготовлен всем ходом развития машинной техники. Развитие международной торговли могло осуществляться лишь при условии хорошо развитой транспортной системы. Борьба монополистов за сферы влияния также служила мощным стимулом для роста железнодорожного и водного транспорта.

В условиях борьбы монополистов за передел мира огромное значение имеет военное дело. В артиллерии и военно-морском деле осуществлялся ряд изобретений, превративших военную технику в одну из передовых отраслей капиталистического производства.

Наряду с металлом все большее значение в экономике получает продукция химической промышленности. Производство взрывчатых веществ становится важной отраслью химии.

Требования, предъявляемые транспортом, строительством и военным делом к машинной индустрии Развитие транспорта

В последнюю треть XIX - в начале XX вв. транспорт в системе капитализма стал играть важнейшую роль. За период с 1870 по 1913 гг. выросла сеть железных дорог. В 1875 г. протяженность железных дорог во всех странах составляла 294 тыс. км, а в 1917 г. она достигла 1146 тыс. км. Во второй половине XIX в. началось интенсивное железнодорожное строительство в России. К 1913 г. в нашей стране уже имелось 70,5 тыс. км железнодорожных линий.

Если в 1871 г. тоннаж парового флота составлял всего 2,5 млн. т, а парусного флота – 15,3 млн. т, то в 1901 г. тоннаж паровых судов вырос до 13,9 млн. т, а парусных сократился до 8,2 млн. т.

Транспорт являлся главным потребителем металла, угля, паровых машин и поэтому стимулировал рост горнодобывающей и топливной промышленности, металлургии, машиностроения, строительной промышленности, особенно дорожной и мостовой.

Железнодорожный транспорт

В 70-х гг. XIX в. окончился начальный период в развитии паровозостроения. Новая эра в развитии паровозной тяги была связана с внедрением на транспорте компаунд-машин, т.е. паровых машин двойного (или многократного) расширения. У паровоза простого расширения употреблялись исключительно цилиндры высокого давления, а отработанный пар переходил из цилиндра прямо в атмосферу. У паровозов же системы «компаунд» применялись цилиндры высокого и низкого давления, а отработанный пар из цилиндра высокого давления переходил в другой цилиндр большого диаметра, в котором он вторично расширялся, и затем уже выпускался в атмосферу.

Главным достоинством паровозов системы «компаунд» являлась большая экономичность.

Применение паровозов системы «компаунд» нередко сокращало расходы угля на 15-30%.

В 1855 г. появились первые товарные и пассажирские паровозы этой системы. До 70-х гг. XIX в. эти паровозы распространялись очень медленно. Принцип «компаунд» в паровозостроении возродил французский инженер Маллет, который в 1876 г. создал свой паровоз-компаунд. В 1878 г. они получили большое распространение на железных дорогах Европы. С 80-х гг. XIX в. возникли разнообразные системы паровоза-компаунда: дуплекс-компаунд, типа «Тектоник», «Грейт-Британ» и др.

В России первый пассажирский паровоз системы «компаунд» был построен на Коломенском заводе в 1891 г. Инженер А.П. Бородин (1848-1898) создал опытную станцию для испытания паровозов в стационарных условиях и вместе со своим помощником инженером Леви предложил и реализовал идею испытаний паровозов в поездных условиях по принципу двойной тяги.

Система «компаунд» была очень громоздка, ремонт ее был весьма сложен. Усовершенствование паровозов «компаунд» привело к возникновению нового типа паровозов. Первый сочлененный паровоз построил инженер Маллет в 1887 г.

Крупным усовершенствованием конструкции паровоза явилось применение в паровых машинах перегрева пара. Экономичность паровой машины можно увеличить повышением давления пара, использованием его расширения и устранения конденсации в цилиндре. Перегрев пара устраняет конденсацию в цилиндре при помощи особых устройств – пароперегревателей. Первые пригодные для эксплуатации пароперегреватели разработал немецкий ученый В. Шмидт. Применение перегрева пара значительно повышало коэффициент полезного действия паровой машины, не усложняя управления паровоза и его конструкции.

Если в 90-х гг. XIX в. во всех странах производилось 2 паровоза в год, то в 1905-1907 гг. количество выпускаемых ежегодно паровозов увеличилось от 5,5 тыс. до 7,3 тыс.

К началу XX в. вес паровоза по сравнению с первыми локомотивами увеличился в 28 раз, а рабочее давление пара – в 4,5 раза. За 70 лет скорость паровозов увеличилась в 5 раз, мощность – в 100 раз, а сила тяги – в 30 раз. Вес состава поездов возрос в 10 раз.

В этот период происходит развитие и вагонного парка железных дорог. Создаются новые типы вагонов. Совершенствуется конструкция кузова рессорного подвешивания, тяговых приборов, буферного устройства, тормозов и т.д., появляются специальные вагоны для перевозки тяжелого заводского оборудования, скоропортящихся наливных грузов.

Наиболее совершенную конструкцию пневматических тормозов создал американец Вестингауз. Патент на свое изобретение Вестингауз получил в 1869 г.

В конце XIX в. появляются различные конструкции пути. В зависимости от размеров движения сооружаются однопутные, двухпутные и многопутные железные дороги.

После широкого распространения бессемеровского способа получения стали железные рельсы, первоначально изготовляемые из пудлингового железа, стали заменять стальными.

Наиболее выдающиеся научные работы в области взаимодействия пути и подвижного состава принадлежат русскому ученому Н. Петрову. Он разработал тяговые расчеты, исследовал давление колес на рельсы и их прочность, работу тормозных систем и т.п. Н. Петров решил также ряд проблем в области безопасности эксплуатации локомотивов и подвижного состава.

Водный транспорт

Для изготовления кораблей начали широко применять сталь. В 1900 г. появляются корабли водоизмещением в 20 тыс. т., скорость пассажирских судов достигла 20 узлов, или около 40 км в час. В это время начинается строительство плотин и дамб.

Принцип двойного расширения пара (компаунд) получил распространение на судовых паровых машинах раньше, чем на железнодорожном транспорте. Экономия пара имеет здесь еще большее значение, т. к. запасы топлива на пароходе должны быть минимальными из-за ограниченности помещения. К концу 60-х гг. XIX в. машины такого типа в паровом флоте получают самое широкое распространение. К концу 90-х гг. мощность судовых двигателей в отдельных случаях достигла 3-5 тыс. л.с.

В. Калашников первым в России и одним из первых в Европе работал над внедрением в судовые машины принципа многократного расширения пара. В начале 90-х гг. XIX в. появились созданные по проектам В. Калашникова пароходы «Воля» и «Богатырь», имевшие машины с четырехкратным расширением пара.

Уже в конце XIX в. на морском паровом транспорте стали применять паровую турбину. Основными достоинствами паровой турбины являлись сравнительно малый вес, отсутствие прямолинейно-возвратного движения, обусловливающего возможность иметь на одном валу большую мощность, возможность получения за счет большой степени расширения пара более высокого термического КПД.

В 1894 г. было начато строительство первого судна с турбиной, названного изобретателем «Турбиния», которая развивала скорость в 32 узла в час.

Выдающимся ученым в области кораблестроения был академик А. Крылов. В 1904 г. А. Крылов опубликовал труд «Теория мореходных качеств корабля», в котором рассматривались главнейшие свойства корабля: его плавучесть, т.е. способность держаться на воде при определенном погружении носа и кормы; остойчивость, т.е. способность сохранять равновесие и возвращаться в это состояние; боковая и килевая качка; ходкость, маневренность корабля и т.д.

Макаров разработал стройную теорию непотопляемости корабля. В 1870 г. он для устранения крена рекомендовал не откачивать воду из отсеков, получивших пробоину, а заполнять другие отсеки водой таким образом, чтобы сохранить мореходные качества корабля и при затоплении - части его внутренних корабельных помещений.

Строительное дело

Развитие капитализма в конце XIX в. предъявило к строительству и архитектуре новые требования. Главным строительством материалом в это время остается обожженный кирпич. Только с середины XIX в. он стал производиться в массовом количестве и приобрел значение универсального материала. С развитием строительных работ кирпич стал подразделяться на большое количество видов и родов, позволявших строить из него не только стены домов, но и возводить доменные и мартеновские печи, заводские трубы и т.д.

Во второй половине XIX в. громадное значение в строительстве приобретает железо. Если раньше в строительстве железо применялось лишь для покрытия крыш, шло на изготовление гвоздей и болтов, то, начиная с 20-х гг. XIX в., во Франции стали создавать из железа целые конструкции. Первые попытки этого рода, однако, находили мало подражателей. Решающую роль во внедрении железа в строительство сыграло получение стали по методу Бессемера, а также открытие возможности прокатки рельсов, положившей начало индустриальному способу получения разнообразного профильного железа.

С конца XIX в. железо стало применяться для опор, принимающих вертикальную нагрузку. Первоначально при постройке домов для перекрытий пользовались рельсами. В мостостроении вошли в употребление решетчатые фермы из прокатного железа.

Портландский цемент был изобретен в 1824 г. английским каменщиком Д. Аспдином. Д. Аспдин предложил способ обжига смеси гашеной извести с глиной, в результате чего получалось порошкообразное вещество, которое при смешении с водой затвердевало на воздухе в камнеподобную массу. Д. Аспдин назвал цемент портландским из-за внешнего сходства по цвету с камнем, добываемым около г. Портланда в Англии. Новый материал, обладая высоким техническими качествами, вскоре стал совершенно необходимым в строительном деле. Производство цемента получило особенно большое распространение в Англии и Германии. За 30 лет, с 1870 по 1900 гг., производство цемента в Германии выросло более чем в 60 раз – с 40 тыс. т до 2,5 млн. т. В России производство цемента было налажено в начале XX в. на Урале, а затем на юге – в Новороссийске.

Бетон был известен уже древним римлянам, но только в конце XIX в. он становится одним из основных строительных материалов. Он использовался для строительства мостовых быков, фундаментов зданий, массивных свай, молов, плотин, тоннелей и т.д. Железобетон представляет собой комплексное соединение, состоящее из бетонной массы и распределенного внутри нее металлического скелета или арматуры. Идея сочетания камня и металла возникла еще в начале XIX в., но широкое внедрение железобетона началось лишь после создания портландского цемента, с появлением которого началось широкое применение бетона в строительной практике. К основным достоинствам железобетона как строительного материала относятся прочность, жесткость, применимость к сложным формообразованиям, гигиенические качества (отсутствие грибка, гнили, насекомых), огнестойкость, долговечность (прочность бетона с течением времени возрастает).

Первые известные попытки соединить металлическую арматуру с бетоном относятся к середине XIX в. Изобретателем железобетона считается французский садовник Монье, применивший в 1867 г. железобетон для изготовления цветочных кадок. Стенки кадок Монье изготовлялись из цементного раствора с каркасом из металлической сетки. За первым изобретением последовали другие. В 1868 г. он получил патент на изготовление труб и резервуаров из железобетона, в 1869 г. – патент на изготовление из железобетона плоских плит, в 1877 г. – железнодорожных шпал.

В России первые сооружения из железобетона появились в конце 80-х гг. XIX в. С 1902 г. начали применять железобетонные трубы под железнодорожной насыпью. В 1911 г. в России были изданы первые технические условия и нормы для железобетонных сооружений. Одним из распространенных материалов в строительстве было стекло.