1017798_3F6A5_mihaylichenko_o_v_istoriya_nauki

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Розробки теоретичних передумов вмить дали поштовх для створення перших електродвигунів і генераторів електричного струму. У 1824 році англійський фізик і математик Пітер Барлоу219 за допомогою приладу наочно продемонстрував можливість перетворення електричної енергії в механічну. Колесо Барлоу було два горизонтально розташованих П– образних постійних магніта, під якими на одній осі розміщено два мідні зубчасті

колеса. Коли через колеса проходив струм, вони починали обертатися в одному напрямі.

Розвиток і вдосконалення металообробного устаткування.

Різке розширення застосування машин, збільшення їхньої потужності і швидкохідності, а також різних механізмів, виробляємих з металу, вимагало відповідгого розвитку машинобудування і металообробки. І в першу чергу потрібні були верстати і машини.

Надзвичайно плідною в цьому напрямі була діяльність відомого англійського механіка і промисловця Генріха Модслея220, який винайшов і запатентував самохідний хрестовий супорт. У 1797 р. він створив токарно– винтореонний верстат на чавунній станині з самохідним супортом і змінними шестернями, що є найбільш близьким прототипом

сучасного. У цей же час він винайшов діропробивний прес для пробивки отворів у листах котельного заліза і сконструював микролітичний штангенциркуль.

219 Пітер Барлоу (англ. Peter Barlow (1776–1862) – англійський фізик і математик. Наукові роботи відносяться до магнетизму, електромагнетизму, оптики. Підготував математичні таблиці квадратів та кубів, квадратних і кубічних коренів, обернених величин всіх цілих чисел до 12500 («таблиці Барлоу»).

220 Генрі Модслей (1771–1831) – відомий англійський промисловець, винахідник. У1797 р. створив механічний токарний верстат.

–123–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Усі ці нововведення, і винаходи дозволили йому у 1812 р. першому організувати масове, механізоване виробництво гвинтів і гайок на своєму машинобудівному заводі.

Потреба в розточуванні циліндрів парових машин, насосів, повітредмухалок і інших механізмів зажадала створення необхідного верстата. Таким став горизонтально–розточувальним верстат, створений англійським винахідником Д.Вількинсоном221 у 1775 р., який удосконалив раніше створені і менш досконалі пристрої для розточування.

Окрім свердлувальних, токарних і розточувальних починають з'являтися верстати і для інших видів обробки. У 1817 р. Р.Роберте створив один з перших строгальних верстатів для обробки деталей з плоскими поверхнями. А роком пізніше, згадуваний раніше, американський винахідник Е.Уїтні сконструював перші фрезерний верстат і розробив для нього спеціальний багаторізцевий інструмент – фрезу.

Уїтні і його співвітчизник С.Норт, що займався виготовленням мушкетів для американської армії (1798–1812), заклали також основи стандартизації і взаємозамінюваності у збройовому виробництві. Це дозволило надалі здійснювати спеціализацію і широку кооперація виробництва.

Пізніше, у 1829 р. Д. Несміт розробив свою конструкцію фрезерного верстата, а у 1836 р. і досконалішу конструкцію поперечно–строгального верстата, що

отримав широке поширення.

Але найбільшу популярність Несміту приніс його винахід парового молота у 1839 р., конструкцію якого він сам же удосконалив у 1856 р.

У 1839 р. швейцарський винахідник И.Г. Бодмер отримав патент на карусельний верстат для обробки великих деталей невеликої довжини.

У другій половині 19 ст. отримали широкий розвиток ножиці гільйотин для різання листового металу, створення яких безпосередньо пов'язане з

розробкою гільйотини.

221 Джон Вількинсон (1727–1808) – найвідоміший инженер–металлообробник XVIII століття.

–124–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Гільйотина була введена у Франції в 1861 р. за пропозицією лікаря Ж. Гильотена222 в якості гуманної зброї для обезголовлювання, але спочатку працювала ненадійно, поки король Людовік XVI її не удосконалив, запропонувавши ставити падаючий ніж під кутом. За іронією долі його власна голова була відсічена за допомогою такої

вдосконаленої гильотини.

Як одним з важливих досягнень механіки було конструювання замків з "секретами", яке почалося ще в середні віки. У 1784 р. англійський механік Джозеф Брама223 винайшов надсекретний, довго такий, що вважався таким, що не відкривається замок, що називається у нас "англійським".

У 1784 р. він виставив у вітрині свого

магазину сконструйований ним замок з обіцянкою

виплатити нагороду в 200 гіней тому, хто зуміє його відкрити. Впродовж 67 років нікому не вдавалося цього добитися, поки на Всесвітній виставці у 1851 р. американський слюсар Альфред Чарльз Хоббс зміг відкрити замок і, після деяких

суперечок про обставини, при яких він зміг відкрити замок, Хобсу було виплачена винагорода.

Брама був дуже талановитим і різнобічним винахідником. Він також винайшов пивний гідравлічний насос (1797 р.), строгальний верстат (1802 р.), папероробну машину (1805 р.), машину для автоматичного друку банкнотів з послідовними реєстраційними номерами (1806 р.).

222Жозеф Ігнас Гильотен (Гийотен) (фр. Joseph – Ignace Guillotin (1738–1814) – професор анатомії, політичний діяч, член Засновницьких зборів, друг Робесп'єра і Марата. Його ім'ям названа гільйотина – машина для обезголовлювання.

223Джозеф Брама (англ. Joseph Bramah (1748–1814) – англійський винахідник, відомий, насамперед, тим, що винайшов гідравлічний прес. Разом з Уільямом Армстронгом, його можна вважати одним із засновників гідротехніки.

–125–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Удосконалення доменного процесу і способів переробки чавуну в залізо.

Різке зростання машинобудування і металообробки поставило питання про збільшення виплавки чавуну і переробки його в залізо. Усе це вимагало вдосконалення гірничометалургійного виробництва і створення його наукових основ. Тому дуже своєчасним був вихід у світ у 1763 р. роботи М.В.Ломоносова "Перші підстави металургії або рудних справ", що представляє перше навчальний посібник із металургії і настільну книгу для вітчизняних гірських інженерів і металургів.

Уже відомий доменний процес отримав подальший розвиток і в першу чергу за рахунок перекладу доменних печей на мінеральне паливо (кокс), збільшення їхніх розмірів і вдосконалення конструкції.

До кінця XVIII ст. пригнічуюча частина чавуну вже виплавлялася на коксі, була удосконалена система завантаження домен, стали застосовуватися системи водяного охолодження зведень печей.

У1850 р. англієць Паррі винайшов завантажувальний пристрій для доменної печі. Величезне значення мало введення циліндричних воздухо–дувок, приведених в рух паровими машинами.

Уперше така повітредувка була встановлена в 1776 р. на заводі Вількінсона.

Получила свое успешное разрешение проблема горячего дутья

исвязанная с ней возможностью использования колошниковых газов,образую– щихся в доменной печи, которые раньше уходили в атмосферу. Первое ис–следование по вопросу использования доменных газов опубликовал в 1814 г.французский исследователь П. Бертье, а в России в 1830–40гг. решением етого вопроса успешно занимался Ф.И. Швецов.

У1828 р. англійцю Джеймсу Нільсону224 був виданий патент на перший доменний повітряний нагрівач, роком пізніше гаряче дуття

починає застосовуватися на Александрівському ливарному заводі у Петербурзі. У 1857 р. англієць Едвард Каупер225 винайшов спосіб

224 Джеймс Бомон Нільсон (1792–1865) – британський винахідник. Першим використав підігрівання повітря(дуття) перед вдуванням його в доменну піч. 225 Каупер, Едвард Альфред (англ. Edward Alfred Cowper (1819–1893) – англійський інженер і винахідник. Найбільш відомий винаходом повітронагрівача регенеративного типу для нагріву повітря (дуття) перед подачею його у доменну піч, що використовується, зі значними змінами, у доменному виробництві дотепер і часто–густо називається каупером.

–126–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

підігрівання повітря газами доменної печі, що відходять, у пристроях, названих його ім'ям – «кауперах». З того часу каупери стали постійними супутниками доменних печей.

З удосконаленням доменного виробництва і зростанням виплавки чавуну намітилося відставання його переробки в залізо і передусім в Англії. Головною причиною цього було існування малопродуктивного і недосконалого "кричного переділу" – традиційного способу переділу чавуну на залізо в кричних горнах, що працювали на деревному вугіллі. Тільки у 1766 р. англійські брати Кранеджи, переконструювали кричной горн в газополум‘яну піч.

Рік потому інший англійський металург Генрі Корт226 запатентував пудлінгову піч, на черені якої здійснювалося пудлінгування(від англ., pud – ding – перемішувати), яке остаточно витіснило "кричний переділ".

Пудлінгування – це переділ чавуну в залізо в полум'ї пудлінгової печі, в якій паливо згорає в топці, відокремленій від завантаженого в неї чавуну порогом і з ним не стикається. З 1817 р. пудлінговий процес почав впроваджуватися і в Росії.

У1856 р. англійський винахідник Г. Бессемер227 створив так званий бессемерівський процес – конвертерний спосіб переділу рідкого чавуну в сталь без підведення тепла шляхом продування повітрям в спеціальній посудині, що обертається, називається конвертером(від латів. converto –изменяю, перетворюю). В результаті продування надлишок вуглецю і деякі домішки, що містяться в рідкому чавуні, швидко вигорали і він перетворювався на сталь, яку зазвичай розливали у виливниці.

Але хорошу бессемерівську сталь можна було отримати тільки

змалофосфористого чавуну, що заважало широкому поширенню цього методу.

У1864 р. французькі інженери Еміль і його син П‘єр Мартен228 ввели в експлуатацію відбивну піч з регенеративною(воздухо–нагревательной) установкою, раніше

винайденою німецькими інженерами Вільгельмом і Фрідріхом

226Генрі Корт (англ. Henry Cort) (1740 або 1741–1800) – англійський металург, винайшов пудлінговий метод переробки чавуну на ковке залізо.

227Генрі Бессемер (англ. Sir Henry Bessemer (1813–1898) – англійський винахідник, член Лондонського королівського товариства.

228П'єр–Еміль Мартен (фр. Pierre–Émile Martin (1824–1915) – французький металург. У 1864 році запропонував спосіб отримання литої сталі в регенеративних полуменевих печах, які отримали назву мартенівських.

–127–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Сімейство Дербі. Батько (1678–1717), син (1711–1750), онук (1750–1789) – творці революції у металургійному виробництві;

Джон Вількінсон (1727–1808) – найбільший инженер– металообробник XVIII століття;

Генрі Модслей (1771–1831) – винахідник механічного токарного верстата;

Джозеф Брама (1748–1814) – винайшов гідравлічний прес і створив надсекретний замок, що увійшов у історію під назвою «англійський»;

Микола Леблан (1742–1806) – засновник фабричного виробництва соди;

Микола Луї Робер (1761–1828) – перший винахідник– конструктор папероробних машин;

Річард Тревітік (1771–1833) – піонер паровозобудування; Бенуа Фурнейрон (1802–1868) – творець гідравлічної турбіни; П'єр Мартен (1824–1915) — французький металург. Розробив

спосіб отримання литої сталі в регенеративних полуменевих печах, які отримали назву мартенівських;

Генрі Корт (1741–1800) – винахідник прокатного стану (плющення);

Вернер Сіменс (1816–1892) – засновник електротехнічної

Нікола Тесла (1856–1943) – винахідник радіопередавача; Жан Ленуар (1822–1900) – винахідник двигуна внутрішнього

згорання; Карл Бенц (1844–1929) – творець першого автомобіля;

Павло Шиллінг (1786–1837) – творець першого у світі електротелеграфу;

Павло Яблочков (1847–1894) – розробив дугову лампу, що увійшла в історію під назвою "свічка Яблочкова".

–129–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Винахід радіозв’язку.

Творцем першої успішної системи обміну інформацією за допомогою радіохвиль (радіотелеграфії) вважається італійський

інженер Гульельмо Марконі230. У Росії винахідником радіотелеграфії традиційно вважають О.С.Попова231, проте, ні те, ні інше не зовсім вірно. Марконі, по суті, з'єднав передавач Генріха Герца232 і приймач Попова, в один пристрій.

У перших дослідах радіозв'язку, проведених спочатку у

фізичному кабінеті, а потім в саду Мінного офіцерського класу, приймач виявляв випромінювання радіосигналів, що посилаються передавачем, на відстані до 60 м.

У США винахідником радіо вважається Нікола Тесла233, що запатентував у 1893 р. радіопередавач, а у 1895 р. приймач. Його пріоритет перед Марконі був

230 Гульєльмо Марконі (Guglielmo Marconi(1874–1937) – Італійський фізик і винахідник успішного безпровідного телеграфу(1896). У 1909 він отримав Нобелівський Премію з фізики, яку він розділив з німецьким фізиком Фердинандом Брауном. Він пізніше працював над розвитком безпровіднго зв‘язку, який ліг в основу сучасного радіо.

231Олександр Степанович Попов (1859–1906) – російський фізик та електротехнік, один з винахідників радіо.

232Генріх Рудольф Герц (нім. Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) – німецький вчений. Перший відкрив електромагнітні хвилі. Дослідження властивостей електромагнітних хвиль, проведені Герцом, показали, що ці хвилі підлягають тим самим законам, що й світлові. Цим відкриттям підтверджено електромагнітну теорію світла.

233Нікола Тесла (серб. Никола Тесла, Nikola Tesla) (1856–1943) – сербський та американський винахідник і фізик. Тесла найбільш відомий своїми винаходами у галузі електрики, магнетизму та електротехніки. Зокрема Теслі належать винаходи змінного струму, поліфазової системи та електродвигуна з перемінним струмом. Він був ключовою фігурою при побудові першої гідроелектростанції на Ніагарському водоспаді. Одиниця вимірювання магнітної індукції в системі СІ названа на честь дослідника.

–130–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

визнаний у судовому порядку у 1943 р. Це пов'язано з тим, що конструкція пристроя Тесли дозволяла модулювати акустичним сигналом коливальний контур передавача, здійснювати радіо передачу сигналу на відстань і приймати його приймачем, який перетворював сигнал у акустичний звук.

Таку ж конструкцію мають усі сучасні радіопристрої, в основі яких лежить коливальний контур. Конструкція Марконі і Попова були примітивні і дозволяли здійснювати тільки сигнальну функцію, використовуючи, у тому числі, азбуку Морзе. У Франції винахідником бездротової телеграфії довгий час вважався творець когерера (слухалки Бранлі) Едуард Бранлі234.

Однак, першим винахідником способів передавання і прийому електромагнітних хвиль, які тривалий час називалися "Hertzian Waves"– «Хвилі Герца», вважається сам їх першовідкривач, німецький вчений Генріх Герц.

7 травня (25 квітня по старому стилю) 1895 р. російський фізик Олександр Попов продемонстрував сеанс зв'язку, що вперше відзначалося святом працівників радіо у колишньому СРСР у 1925 р., а

з1945 р. свято відзначалося щорічно.

ВУкраїні День працівників радіо, телебачення та зв'язку, починаючи з 1994 р. святкується 16 листопада.

Винахід телефону та фонографа (грамофона).

Наприкінці XIX століття тривала робота над створенням нових засобів зв'язку, на зміну телеграфу прийшли телефон і радіозв'язок. Перші досліди по передачі мови на відстань проводилися німецьким винахідником Йоганом Рейсом235 ще у 1860–х роках. У 1870–х роках цими дослідами зацікавився Александер Белл236, шотландець, що емігрував в Америку і викладав спочатку у школі для глухонімих дітей, а потім в університеті Бостона.

234Едуард Бранлі (фр. Édouard Eugène Désiré Branly(1844–1940) – французький винахідник, фізик і інженер, один з винахідників радіо. Член Французької академії наук.

235Йоганн Філіп Рейс (нім. Johann Philipp Reis (1834–1874) – німецький фізик і винахідник, конструктор першого електричного телефону, який в його честь зараз називається телефоном Рейса. Уперше цей винахід був продемонстрований публіці 25 жовтня 1861 р.

236Олександер Грем Белл (англ. Alexander Graham Bell (1847–1922) – американець шотландського походження, вчений і винахідник телефону, запатентував його в 1876, пізніше експериментував з фонографом.

–131–

Михайличенко О.В. «Історія науки і техніки»

Один знайомий лікар запропонував Беллу скористатися для експериментів людським вухом і приніс йому вухо від трупа. Белл скопіював барабанну перетинку, і,

телефон і у тому ж році продав більше 800 екземплярів. У 1877 році була побудована перша

телефонна станція. Белл створив фірму по виробництву телефонів. Звдяки цьому, через 10 років у США було вже 100 тисяч телефонних апаратів.

Існує цікава історія щодо права на винахід телефона: американці Ілайша Грей237 і Александер Белл 14 лютого 1876 р. незалежно один від одного подали заявки на винайдені ними

апарати для передачі звуків на відстань за допомогою електрики. Коли Беллу 7 березня 1876 був виданий патент, Грей подав судовий позов. У 1893 р. Верховний суд США виніс ухвалу по цій справі на користь Белла, у зв‘язку з тим, що Белл приніс свою заявку на дві години раніше Грея.

При роботі над удосконаленням телефону у згадуваного раніше Томаса Едісона виникла думка записати коливання мікрофонної мембрани. Він забезпечив мембрану голкою, яка записувала коливання на циліндрі, покритому фольгою. Так з'явився фонограф.

Але, першим відомим приладом для запису звукових коливань є фонавтограф. Він був винайдений Леоном Скоттом238 і

237Грей Ілайша (анл. Gray, Elisha (1835–1901) – американський винахідник

238Едуард–Леон Скотт де Мартінвіль (1817–1879) – паризький видавець, книготоргівець та бібліотекар. Винайшов фонавтограф, перший пристрій для реєстрації звукових сигналів (на відміну від фонографа, винайденого Едісоном пізніше, фонавтограф не міг відтворювати записаний звук).

–132–