1017798_3F6A5_mihaylichenko_o_v_istoriya_nauki

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

цоколі і патрони. У 1882 р. він спроектував першу у світі теплову електростанцію, побудовану у Нью–Йорку, котра живила 10 тис. ламп.

Взагалі, Едісон був унікальним винахідником, який запантентував більше 1000 своїх винаходів у різних країнах світу.

У1876 р. в містечку Менло Парк, що за 38 км від Нью–Йорка, Едісон організував першокласну лабораторію, оснащену найдосконалішим устаткуванням, з обширною науково–технічною бібліотекою. То був перший у світі центр винахідницької діяльності і необхідних для неї промислових досліджень.

У1877—1878 рр. він займався вдосконаленням телефону Белла188. Запатентував десятки варіантів вугільного (замість електромагнітного) мікрофону і, головне, для збільшення дальності телефонної передачі вбудував у мікрофонне коло індукційну котушку, що підвищує силу струму.

Усерпні 1877 р. Едісон винайшов фонограф — попередник грамофона, патефона та інших пристроїв звукозапису і звуковідтворення. На початку 1878 р. фонографи демонструвалися на виставках в США і Європі і привернули увагу широкої публіки. Біля експонатів спостерігалося, як писали газети, «вавилонське стовпотворіння». Тисячі відвідувачів годинами стояли в черзі, щоб прослуховувати запис. Дотепно висловився Бісмарк: «Фонограф — небезпечна річ для дипломатів, але він стане надзвичайно хорошим, якщо дипломати почнуть говорити правду».

Фонограф був улюбленим творінням Едісона. Впродовж 40 років він вносив до його конструкції все нові удосконалення, на які отримав 80 патентів. Один з своїх приладів він прислав на знак пошани Льву Толстому для запису голосу великого письменника.

Телеграф – прадавній вид зв'язку, що виник ще на зорі цивілізації. Спочатку він був акустичним і оптичним, а з кінця XIX століття став електричним.

Удавнину для передачі повідомлень за допомогою звуку застосовувалися барабани, а позже–рупоры і дзвони. Оптичний телеграф – це вогнища, факели, семафори. Один із старих видів такого

188 Олександр Грем Белл (англ. Alexander Graham Bell (1847–1922) – американець шотландського походження, вчений і винахідник телефону, запатентував його в 1876, пізніше експериментував з фонографом.

–103–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

засобу зв'язку описує старогрецький полководець і учений Полібій у своїй "Загальній історії"189.

Давньогрецький поет Есхіл у своїй трагедії "Агамемнон" описує, як за багато століть до нашої ери за допомогою вогнищ через ряд проміжних пунктів було передано звістку з Малої Азії в Мікенський замок про взяття греками легендарної Трої.

На Русі в давнину для сигналізації також застосовувалися вогнища, за допомогою яких повідомляли про нашестя ворога.

У1794 році на лінії Париж – Лілль (225 км) заробив перший семафорний (оптичний) телеграф, побудований К.Шаппом190. Передавальний семафорний пристрій з рухливих рейок встановлювався на верху вежі, і лінія телеграфу Шаппа була ланцюжком таких веж, розташованих на відстані прямій видимості один від одного. Сигнали повідомлення передавалися послідовно від вежі до вежі.

Утому ж 1794 року незалежно від К. Шаппа, згадуваний вище російський механік Кулібін І.П. створив аналогічний пристрій. Його оптичний телеграф був три вільно закріплені на осі дерев'яні планки, які за допомогою шнурів і блоків встановлювалися в різні положення один відносно одного. На жаль, семафорний телеграф Кулібіна осягнула доля неприйняття і забуття, яку розділили багато його видатних винаходів, таких, як одноарковий міст, ліфт і інші.

Оптичний телеграф мав багато істотних недоліків, але необхідність в порівняно швидкому засобі зв'язку привела до широкого поширення його в першій третині XIX століття.

УРосії перший семафорний телеграф був побудований в 1824 році між Петербургом і Шліссельбургом (60 км). Потім оптичний телеграф зв'язав Петербург з Кронштадтом (1834 рік, відстань 30 км), Царським Селом (1835 рік, 25 км) і Гатчиной (1835 рік, 52 км).

У1839 було почато спорудження останньої в Росії лінії Петербург – Варшава. Лінія була найпротяжнішою у світі, довжина її складала 1200 км. Було побудовано 149 проміжних станцій з висотою веж від 15 до 17 метрів кожна. У системі використовувалися відбиваючі дзеркала і світильники. Лінію обслуговувало 1908 чоловік.

189 Полі бій (грец. Рολιβιος, лат. Polybius ( близько 201–120 до н. е.) – давньогрецький історик, державний і військовий діяч, автор «Загальної історії» («Історії») у 40 томах.

190 Клод Шапп (фр. Claude Chappe (1763–1805) – французький механік, винахідник одного із способів оптичного телеграфу.

–104–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Передача 45 умовних сигналів з Петербургу до Варшаву при ясній погоді займала 22 хвилини.

Початкова станція розташовувалася в "телеграфічному будиночку" обсервації – кутовій шестигранній вежі над фронтоном Зимового палацу. Цей будиночок обслуговував також лінії з Царським Селом, Гатчиной і Кронштадтом.

УПетербурзі проміжні станції оптичного телеграфу розташовувалися також на вежі будівлі Міської думи, через що у свій час городяни називали вежу «телеграфною».

Лінією оптичного телеграфу могли користуватися прості громадяни. Можна було послати "оптичну" телеграму в Гатчину або Вильно – їх приймали в "телеграфічному будиночку", у вежі Міської думи. Але коштувало це досить дорого, і популярності у городян такий вид зв'язку не отримав. До того ж, він сильно залежав від погоди.

Оптичний телеграф проіснував до 1854 року. Він поступився місцем електричному телеграфу, виникнення якого стало результатом відкриттів і винаходів XVII – XVIII ст.

У1795 році іспанський інженер Ф.Сальва побудував першу лінію електричного телеграфу між Мадридом і Аранхуесом (50 км), в основу якої був покладений спосіб передання повідомлень, розроблений шотландським вченим Чарльзом Морисоном у 1753 році. Електричні заряди передавалися по дротах, кількість яких дорівнювала числу букв в алфавіті. А на приймальній станції папірець з написаною на ній буквою притягувався до тієї кульки, на яку поступав електричний заряд з передавальної станції.

У1802 році той же Ф. Сальва створив електрохімічний телеграф, в оснозу якого був покладений принцип розкладання води під дією електричного струму. У телеграфі Сальви було стільки посудин з водою, що підкисляла, скільки букв в алфавіті. До кожної посудини підходила пара дротів, і при передачі повідомлення над дротами–електродами, опущеними в посудину, піднімалися бульбашки газу, сигналізуючи про те, яка буква передається.

Через сім років німецький учений С.Т.Земмеринг удосконалив електрохімічний телеграф Ф. Сальви, звівши усі електроди в одну посудину і обмеживши їх число вісьмома парами. Кожна буква алфавіту передавалася комбінацією сигналів, що поступають на дві різні пари електродів.

У1816 році англійський фізик Ф.Роналдс створив телеграф, в якому використовувалися годинникові механізми. По сигналу, що поступає з передавальної станції, годинник одночасно пускався в хід, а

–105–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

пов'язані з ними диски поперемінно відкривали в прорізах букви. Сигнали, що поступають, вказували, яку букву, що відкрилася в даний момент, потрібно записати, щоб скласти з цих букв телеграму.

З 1753 по 1839 рік було запропоновано 47 різних систем телеграфу. Але, безперечно, кращим з них був пристрій, розроблений росіянином ученим і винахідником Павлом Львовичем Шиллінгом191. Найскладнішу у той час проблему – відтворення електричних сигналів на приймальному кінці лінії – Шиллінг вирішив за допомогою електромагнітів або мультиплікаторів, як їх називав автор. Союз електрики і магнетизму виявився дуже плідним для електрозв'язку.

21 жовтня 1832 р. відбулася перша публічна демонстрація телеграфу П.Л.Шиллінга, Для передачі якої–небудь букви треба було натиснути на білі або чорні клавіші передавача згідно із спеціальним кодом. Електричні імпульси в приймачі поступали на мультиплікатори – котушки з ізольованого дроту і створювали магнітне поле.

Розташовані над мультиплікаторами магнітні стрілки відхилялися в ту або іншу сторону і примушували обертатися паперові диски, що висіли на тих же нитках, одна сторона яких була чорною, а інша – білою. Кожній букві або цифрі відповідала певна комбінація паперових дисків.

У1828–1830–х роках Шиллінг вів досліди з

одномультиплікаційним телеграфом, розробивши нерівномірний код, де для передачі кожної букви було потрібно від одного до п'яти сигналів. І тільки згодом Шиллінг створив шестистрілочний телеграф,

вважаючи його простішим для прийому повідомлень.

У 1836 році Шиллінг побудував експериментальну лінію свого телеграфу, проклавши дроти під землею і водою навколо будівлі Головного адміралтейства у Петербурзі.

191 Павло Львович Шиллінг (Шиллінг фон Каннштат, Schilling von Cannstatt (1786–1837) – російський дипломат, історик–сходознавець і винахідник– електротехнік.

–106–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Лінія завдовжки близько 10 км працювала справно впродовж декількох місяців, але подальші досліди перервала смерть винахідника. Справу Шиллінга продовжив інший видатний російський учений Б.С.Якобі192. У 1841 році він зв'язав своїм телеграфом Зимовий палац з Головним штабом, а наступного року – з Головним управлінням шляхів сполучення і

публічних будівель.

Записуючий апарат Якобі працював таким чином: електричні сигнали поступали на електромагніт, який притягував до себе

вертикально

розташований стрижень з укріпленим на ньому олівцем. Годинниковий механізм пересував екран

у горизонтальному напрямі перпендикулярно олівцю, і той малював на екрані певну хвилясту лінію, яка потім для прочитання телеграми вимагала розшифровки.

Основна перевага телеграфу Якобі, що пише, полягала в тому, що не була потрібна багатопровідна телеграфна лінія. У подальшій своїй роботі винахідник намагався знайти такий спосіб телеграфування, щоб телеграму можна було прочитати без розшифровки. Йому вдалося дозволити поставлене завдання, використовуючи принцип переривчасто–крокового синфазного обертання стрілок в особливому механізмі,

аналогічному механізму сучасного електричного годинника.

У 1837 році американський художник Самуїл Морзе193 (1791– 1872) винайшов телеграфний апарат, який завдяки простоті пристрою і поводження з ним неподільно панував на телеграфних лініях світу впродовж багатьох років. У апараті Морзе для передачі повідомлення

192 Борис Семенович (Мориц Герман фон) Якобі (нім. Moritz Hermann von Jacobi (1801–1874) – німецький і російський фізик, академік Імператорської Санкт–петербурзької Академії Наук.

193 Семюел Фінлі Бріз Морзе (Samuel Finley Breeze Morse (1791–1872) –

американський винахідник і художник. Найбільш відомі винаходи – електромагнітний телеграф ("Апарат Морзе", 1836) і код Морзе.

–107–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

телеграфні лінії, тобто передавати по них за той же час більшу кількість телеграм.

Російські інженери також внесли значний внесок у розвиток о Сіменс195 разом з механіком Йоганном Георгом Гальске (Halske) заснував компанію по будівництву телеграфних ліній "Сіменс і Гальске". У 1848 р. компаньйони успішно завершили прокладення першої в Європі електричної телеграфної лінії великої протяжності Берлин–Франкфурт–на–Майні. Фірма, окрім електротелеграфії, займалася широким колом робіт у галузі точної механіки і оптики, а також створенням електромедицинських апаратів.

Цей досвід притягнув увагу урядів провідних європейських держав і молода фірма отримала ряд вигідних і престижних замовлень.

Зародження і розвиток залізничного транспорту.

Розвиток залізничного транспорту йшов у напрямі розвитку залізниць і вдосконаленні парових машин для їх використання в якості засобів тяги. Але починалося все із так званих лижневих доріг (лежнівок).

Лежнева дорога – колія з уритих врівень з грунтом дерев'яних подовжніх брусів (лежнів). По таких шляхах у шахтах, пересувалися візки (вагонетки). Схід візків з лежневой дороги запобігав направляючому стрижню, що укріплювався у нижній частині візка і входив у проміжок між лежнями. Згодом, стали укладати лежні, що мали округлу форму, а на колесах візків з'явилися жолоби.

У 1680 р. у Англії від копалень Ньюкаслу до порту на р.Таємниць прокладена перша дорога з дерев'яними лежнями.

Спочатку візки переміщали вручну, пізніше стали впрягати коня, лежні не лише служили направляючими але і сприймали основне навантаження вагонеток. У XII – XIV ст. лежневі дороги були на багатьох копальнях і шахтах, використовувалися при будівництві військових укріплень. Залишки візка на території нашої країни

195 Вернер фон Сіменс (або Зіменс, нім. Werner von Siemens(1816–1892) –

німецький інженер, винахідник, учений, промисловець, засновник фірми Siemens, громадський і політичний діяч.

–109–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

знайдені в 1722 році в старій мідній копальні, в якій розробки руди велися ще у XVII столітті.

Елементи «смугової» дерев'яної дороги, прокладеної за указом Петра I ще на початку XVIII століття, виявлені при дослідженнях траси С.–Петербургської–Московської залізниці у 1842 році. Подовжені дерев'яні лежні кріпилися на поперечних брусах (шпалах). По такому шляху у візках можна було перевезти вантажу в 4 рази більше, витрачаючи зусиль менше, ніж при русі без направляючої колії, особливо при використанні кінної тяги. З часом вози стали пересувати канатним приводом від водяного колеса.

Російська перша лежневая дорога побудована у 1764 р. на Змеїногірській копальні на Алтаї за проектом видатного російського вихахідника К.Д.Фролова196.

У1775 р. у Великобританії на одному із заводів укладені перші рейки із залізних смуг, що мали в перерізі кутовий профіль, що обмежувало схід із них коліс вагонеток.

Згодом, англійський інженер Джессоп у 1776 р. запропонував колеса вагонеток робити ребристими, що запобігало зісковзуванню коліс з рейок.

А у 1788 р. у Росії на Александрівському заводі у Петрозаводську під керівництвом А.С.Ярцева197 відлили перші чавунні рейки і проклали шлях для перевезення вантажів у вагонетках з канатною тягою.

Уподальшому лежнівки стали замінюватися рейковими

шляхами. Щоб важкі і довгі візки не ламали крихкі чавунні рейки, англійський підприємець Річард Еджоуорт (Еджворт)198 у 1786 р. запропонував склади їх із декількох візків. Вони і стали попередниками майбутніх потягів.

У1801–1803 рр. у Англії була побудована перша кінна чавунна дорога загального користування.

УРосії будівництво першої чавунної рейкової дороги відбулося у 1806–09 рр. на Алтаї, на Змеїногорській копальні. Цю

196Фролов Козьма Дмитрович (1726–1800) – видатний російська винахідник– гідротехнік.

197Ярцев Анікій Сергійович (1737–1819) – російський діяч гірничозаводської промисловості. З його ім'ям пов'язано введення на гірських заводах технічних нововведень (рейковий шлях колії, вагранки – "малі доменки", поршневий повітродувний міхур та ін.).

198Річард Лоуелл Еджуорт (1744–1817) – англо–ірландский політик, письменник і винахідник.

–110–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

З метою пропаганди паровоза Тревітік побудував за свій рахунок кільцеву дорогу в парку, де його винахід змагався у швидкості з кіньми і перевозив людей заради розваги.

Але найбільш плідною виявилася діяльність іншого англійського винахідника Джржа Стефенсона201, який врахував як позитивний, так і негативний досвід своїх попередників. За період 1813–1829 рр. він створив декілька конструкцій

паровозів, з яких найбільш удалим виявився останній, побудований у 1829 р. під назвою "Ракета".

6 жовтня 1829 при великому збігу народу відбулися перегони, що увійшли до історії, як "Рейнхільські випробування"(англ. Rainhill Trials). Паровоз Стефенсона виявився єдиним, таким, що успішно завершив усі випробування. Він показав середню швидкість 12 миль в годину

(~19 км/год) з

вантажем 13 тонн. При цьому максимальна швидкість досягала 30

миль за годину(~48 км/год). Блискуча перемога "Ракети" зробила її найзнаменитішим механізмом в історії техніки.

У Росії перші паровози ввозилися з Англії. У 1835 р. Ю.О. і М.Ю. Черепанови

(батько і син)202 побудували на Нижньо–Тагільських заводах два паровоза з трубними котлами власної конструкції і проклали заводську "чавунку". Проте, із–за конкуренці, не отримали підтримки в спробах налагодити вітчизняне виробництво паровозів.

Винахід автомобільного транспорту.

Багатовікове безроздільне панування кінної тяги для переміщення возів давно стало гальмом для розвитку сухопутних

201 Джордж Стефенсон (англ. George Stephenson (1781–1848) – англійський винахідник.

202 Юхим Олексійович(1774–1842) і Мирон Юхимович(1803–1849) Черепинові, російські винахідники і промислові інженери, батько і син. Вони були з кріпаків Демидовых – знаменитої сім'ї власників заводів.

–112–