9.2.2.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.

9.3.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.