WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 32 |

Соотечественник Гюйгенса Д. Папен, помогавший ему в опытах, в г. предложил паровую поршневую машину аналогичной конструкции. Вода кипятилась, а затем охлаждалась непосредственно в цилиндре, который, таким образом, выполнял роль котла и холодильника. Но ни пороховой двигатель Гюйгенса, ни паровой Папе-на также не имели распространения на практике.

Практическое применение получил изобретенный в 1680 г. «Папенов котел» — паровой котел с предохранительным клапаном, первоначально предназначенный для «разваривания костей» и который сейчас известен всем домохозяйкам в качестве скороварки. Папен первый описал пароатмосферный цикл, в 1690 г. выдвинул идею применения силы пара для «продвижения судов против ветра», а в 1708 г. предложил проект парового судна, который остался неосуществленным.

Первую практически применимую паровую машину-водоподъемник построил в 1698 г. английский инженер Томас Севери. Его «огневой насос» имел узкое назначение — откачку воды из подземных выработок. Котел в его машине был уже отделен от двигателя, объединенного с насосом, поршня и цилиндра в машине не было. Отделение котла от двигателя повышало эффективность установки и было важным шагом на пути создания паровой машины. В 1715 г. машина Севери была усовершенствована французским физиком Ж. Дезагюлье и была первой, появившейся в России, — ее в 1718 г. приобрел Петр для обслуживания фонтанов Летнего сада.

Дальнейшее совершенствование паровой машины связано с именем английского инженера Т. Ньюкомена, построившего в 1712 г. совместно с Д.

Колли (Коули) первую работоспособную поршневую паровую, а точнее, паро-атмосферную машину для откачки воды из шахт, в которой паровой котел был отделен от цилиндра и соединялся с ним трубкой.

«Водоподъемник» Ньюкомена — Коули стал первым тепловым двигателем, в котором появился передаточный механизм в виде балансира, связавшего насосную штангу с поршнем двигателя, и в результате двигатель конструктивно обособился от рабочей машины.

Дальнейшее совершенствование в машину Ньюкомена внес его соотечественник Г. Бейтон, который в 1718 г. автоматизировал процессы попеременного пуска пара и воды, а также снабдил котел предохранительным клапаном.

Однако даже после усовершенствований, внесенных в конструкцию ньюкоменовского двигателя Бейтоном, Смитоном и Уаттом, он до начала 1780-х гг. сохранял свое узкое назначение, ограничивавшееся откачкой воды из шахт. Хотя недостатка в попытках расширения его производственного применения не было. Так, англичанин Д. Хольз (Гуллъ) в 1736 г. первый представил проект парового судна, оснащенного машиной Ньюкомена и двумя гребными колесами, расположенными за кормой.

На этом, по существу, и закончился первый этап создания паровой машины, которая пока еще не получила широкого распространения.

Начальные опыты с электричеством Первые сведения об электризации трением и некоторых свойствах естественных магнитов были известны еще в VII-VI вв. до н. э.

В рассматриваемый период интерес к электричеству стал всеобщим и в среде ученых он стал даже предметом моды. Но до конца XVIII в. развивалась преимущественно электростатика. В 1600 г. появился первый труд У.

Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните Земле», в котором впервые появился термин «электричество» (от греч. elektron — янтарь). В 1747 г. американский ученый Б. Франклин, один из пионеров иссле дования атмосферного электричества, разработал его унитарную теорию, изобрел молниеотвод (1752) и плоский конденсатор.

В 1752-53 гг. русские ученые М.В. Ломоносов и Г.В. Рих-ман исследовали атмосферное электричество с помощью «громовых машин». По результатам экспериментов была опубликована (1753) работа Ломоносова «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», а Рихманом еще в 1745 г. был изобретен «электрический указатель». Впоследствии академик Рихман погиб во время опыта с молнией. Другой русский физик, академик Ф.У. Эпинус исследовал пироэлектричество и в своей работе «Опыты теории электричества и магнетизма» предпринял первую попытку математической трактовки электрических и магнитных явлений.

Практического использования электрическая энергия в этот период не получила за редкими исключениями. Так, в Чехии в 1745 г. был впервые установлен молниеотвод для защиты от разрушительного воздействия прямого попадания молнии, который в просторечии неправильно называют громоотводом, В Англии в 1753 г. были опубликованы первые предложения по созданию электростатического телеграфа, но первая телеграфная линия между городами Мадрид и Аранхуэс была построена испанским инженером Ф.

Сильва лишь в 1785 г., полсотни лет спустя.

Создание и совершенствование механических часов Вторым после мельницы по своей важности изобретением ремесленного периода, как уже отмечалось выше, были часы.

Появившиеся в IX-X вв. ремесленного периода башенные часы, несмотря на свое несовершенство, стали важнейшим из изобретений, которое открыло эпоху автоматических приборов, создаваемых для практических целей. В дальнейшем происходило не только совершенствование часовых механизмов, но и создание на их основе различных автоматических устройств.

Именно с часов начинали свою изобретательскую деятельность такие знаменитые механики, как Вокансон — во Франции, Кулибин — в России и многие другие.

В начале XVI в. немецким изобретателем И. Хенле-ном были изобретены переносные (карманные) пружинные часы, которые были совершеннее средневековых башенных, но и они показывали весьма приблизительное время. Большую роль в развитии маятниковых часов сыграли труды Г. Галилея и X. Гюйгенса середины XVII в., специально посвященные этому вопросу.

Галилей открыл изохронность колебаний физического маятника, но кардинальный переворот в часовом деле произвел нидерландский ученый X.

Гюйгенс. Он первый применил в 1637 г. в часах маятник в качестве регулятора хода, а также изобрел балансир со спиралью и анкерным спуском для карманных часов. Им была написана специальная книга «Маятниковые часы», являющаяся образцом сочетания научной теории с практикой.

На основе часовых механизмов начали создаваться автоматические вычислительные приборы, предшественники современных калькуляторов и других вычислительных машин. Этому способствовало в частности и развитие вычислительных разделов математики. В 1619 г. вышла работа шотландского математика Д. Непера «Устройство удивительной таблицы логарифмов», а в следующем - «Арифметические и геометрические таблицы прогрессий» швейцарского математика Бюрги. Б. Паскаль, автор теории вероятностей, в 1641-42 гг. сконструировал суммирующую машину для механизации операций сложения и вычитания, а Г. Лейбниц в 1667 г. изобрел счетную машину, ставшую образцом для дальнейших работ в этой области.

Другим направлением использования часовых механизмов было создание «андроидов» (по имени Анри Дро), или «человекоподобных» автоматов.

Это направление было связано с развитием «механицизма» и попытками философов распространить законы механического движения на живую природу.

Сами же авторы видели в своих изобретениях лишь остроумные механизмы, практическое средство приложения своих знаний и таланта.

К концу рассматриваемого периода было создано великое множество «андроидов», из которых наибольший восторг современников вызывали «Порхающая утка», «Флейтист» и «Барабанщик» французского механика Жака Во-кансона (1730-40), а также «Рисовальщик» и «Писец» выдающихся швейцарских часовых мастеров братьев Пьера и Анри Дро. В 1774 г. «андроиды» братьев Дро на выставке в Париже пользовались шумным успехом, но когда Анри повез их в Испанию, то святая инквизиция, обвинив его в колдовстве, надолго упрятала за решетку.

Зарождение приборостроения Потребности экспериментальной техники и регулирования производственных процессов привели к зарождению новой отрасли приборостроения, возникшей на стыке науки и техники.

Задачами приборостроения являлись разработка и производство подзорных труб, микроскопов, телескопов, пневматических, гидравлических, электрических и др. приборов. Наибольшее распространение получили оптические приборы, из которых одним из первых была оптическая труба, получившая в XVII в. наибольшее распространение в армии и во флоте и вытесненная затем (в XX в.) биноклем.

В 1614 г. римский академик Линкеев ввел термин «микроскоп» (от греч. mikros — малый и skopeo — смотрю), разработку которого закончил Галилей, он же изобрел и телескоп (от греч. tele — вдаль, далеко + скоп).

Созданию оптических приборов способствовало развитие оптики как важ нейшего раздела физики. В частности, Гюйгенс разработал волновую теорию света, объяснил двойное лучепреломление, он же усовершенствовал телескоп и изобрел окуляр, названный его именем.

Для получения изображения объектов и последующей их зарисовки начала применяться камера-обскура (от лат. obscums — темный) — светонепроницаемая коробка (камера) с небольшим отверстием в центре одной из стенок, через которое наблюдаемый предмет проецировался на противоположной. Этот прибор, прототип современного фотоаппарата, до его изобретения продолжительное время использовался для точных натурных зарисовок.

Изучение тепловых явлений, а затем и экспериментирование с тепловыми двигателями, потребовали создания специальных приборов для измерения температур. Один из первых таких приборов, названный «термоскопом», был создан Галилеем. Приоритет в создании практически пригодного спиртового (1709), а затем ртутного (1714) термометров (от греч. thermos — теплый + метр) принадлежит немецкому физику Д. Фаренгейту, который предложил также и температурную шкалу, названную его именем. Позднее свои шкалы предложили французский ученый Р. Реомюр (1730) и шведский ученый А. Цельсий (1742).

В 1644 г. Э. Торричелли изобрел ртутный барометр (от греч. Baros — тяжесть + метр), с помощью которого открыл существование атмосферного давления и вакуума («торричеллиевой пустоты»). В 1650 г. О. Герике из Магдебурга изобрел воздушный насос («пневматическую машину»), с помощью которого опытами с «магде-бургскими полушариями» наглядно доказал наличие атмосферного давления.

Многие экспериментальные методы и приборы разработал автор первого систематического курса физики (1739), нидерландский ученый П. Мушенбрук. В 1745 г. он изобрел первый электрический конденсатор, названный им «лейденской банкой» в честь г. Лейдена, где он проводил свои опыты. В 1650-72 гг. Герике были изобретены и изготовлены первые электростатические генераторы, так называемые электрофоры, а также приборы для измерения статического электричества, над созданием которых работал позднее французский физик Люфе.

С 1660-х гг. начинает разворачиваться производство наиболее ходовых приборов. В Голландии, например, было развернуто производство подзорных труб и микроскопов на продажу. В 1720-30 гг. при Петербургской академии были основаны специальные мастерские, в которых при участии Нартова, Ломоносова и Кулибина началось изготовление самых разнообразных приборов для научных исследований.

Развитие горного дела, металлургии литейного и металлообрабатывающего производств При мануфактурном производстве на смену сыродутному способу производства железа пришел кричной передел. При этом металлургический процесс стал включать: выплавку чугуна — доменный процесс; чугунолитейное производство — отливка готовых изделий из чугуна; кричный передел — рафинирование чугуна в кричном горне с целью получения ковкого (сварочного) железа; передел сварочного железа в сортовое.

Первые доменные печи (домны) появились в Европе с середины XIV в., а в России — с 1630 г. и работали вначале на древесном угле. Основным их недостатком являлась недостаточная мощность дутья, которая и подверглась совершенствованию в первую очередь. Для дутья в 1620 г. на металлургических заводах Герца в Германии стали применяться деревянные меха, приводимые в действие от водяного колеса, а в 1755 г. английский инженер Вилкинсон для привода воздуходувок доменного производства первый применил паровую машину.

Другим направлением совершенствования доменного процесса был перевод его на минеральное топливо - каменный уголь. Первым заменил древесный уголь на каменный, правда, частично, английский промышленник А.

Дерби (отец) в 1708 г., а его сын — в 1735 г. Первый применил кокс в доменном производстве. Но окончательный переход на кокс начался лишь с середины XIX в. после налаживания его промышленного производства.

Одна часть полученного чугуна шла непосредственно на отливку изделий, другая использовалась для передела в железо. Передел чугуна в железо осуществлялся на железоделательных заводах, где в коричневых горнах получали крицу, которую для удаления шлаков подвергали проковке на вододействующих молотах. Часть полученного железа шла непосредственно для производства изделий, остальное перерабатывалось в сортовое. Для выделки сортового железа с XVII в. стали применяться во-додействующие прокатные станы, а для производства проволоки — волочильные станы. Первый гидравлический волочильный стан был изобретен в Германии еще в 1351 г.

Сталь применялась чрезвычайно редко, в основном для мелких инструментов и дорогого оружия. Существовало три основных способа ее изготовления: плавкой в тиглях, переделом из чугуна в кричных горнах, поверхностным науглероживанием (цементацией) железных изделий в специальных печах. При отсутствии научных основ производства стали в условиях ремесленного производства существовало множество секретов; которые передавались обычно по наследству, а нередко и просто терялись.

Расширялась добыча цветных и драгоценных металлов и получение сплавов. В медеплавильном производстве последовательной плавкой в нескольких горнах выплавлялась медь, которая применялась как в чистом виде, так и в виде различных сплавов: бронзы, латуни, колокольного и подшипникового сплавов. В России получила большое развитие выплавка драгоценных и цветных металлов из полиметаллических руд на Урале и Алтае.

С 1740-х гг. на Алтае, на базе Змеиногорского месторождения, которое разрабатывалось с помощью знаменитой вододействующей системы Фролова, на Барнаульском заводе было налажено крупнейшее в России сереброплавильное производство. На заводе в 1751 г. действовало 14 водяных колес, которые обслуживали 22 рабочих механизма: воздуходувные меха, молота, толчеи, пилы и др.

Истинного расцвета получило литейное дело (литье чугуна, бронзы и др. сплавов), особенно в России. В XV в. в Москве открылся Пушечный двор для литья колоколов и пушек, а в XVI появились колокольные заводы в Воронеже, Костроме, Енисейске, Валдае. Замечательными образцами русского монументального художественного литья считаются «царь-пушка» и «царьколокол».

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 32 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.