ШЕЙПАК-2 часть
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
А.А. Шейпак
ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Часть II
2-е издание, стереотипное
Москва 2004
ББК 63.3 Ш 39
Рецензенты: В.Б. Миносцев, проф., д-р физ.-мат. наук, зав. каф. «Общая и прикладная математика» Московского государственного индустриального университета;
Д.В. Штеренлихт, д.т.н., проф. Московского государственного университета природообустройства.
Шейпак А.А.
Ш 39 История науки и техники. Материалы и технологии:
Учеб. пособие. Ч. II. 2-е изд-е, стереотип. – М.: МГИУ, 2004. – 302 с.
ISBN № 5-276-00545-1
Настоящее учебное пособие является второй частью книги, посвященной истории создания основных материалов и технологий. В ней рассматривается: одежда и обувь, металлургия, инструмент, станки, производство, приборы и измерения, строительство. Первая часть книги, посвященная разделам: камень и дерево; собирательство и охота; земледелие и животноводство; керамика; стекло; пластмассы; пища, была издана в 2001 году.
Иллюстрации к обеим частям помещены в данном издании.
ББК 63.3
Редактор Т.И. Мазуркевич
Подписано в печать 16.09.02 Формат бумаги 60×90/16. Бум. множит.
Усл. печ. л. 19,0. Уч.-изд. л. 20,0.
Тираж 300. Заказ № 401
РИЦ МГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16 www.izdat.msiu.ru; е-mail: izdat@msiu.ru; тел.: 277-23-15
ISBN № 5-276-00545-1 |
© МГИУ, 2002, |
|
© А.А. Шейпак, 2002 |
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ........................................................................................ |
7 |
1. ОДЕЖДА И ОБУВЬ.............................................................................. |
8 |
1.1. ВВЕДЕНИЕ......................................................................................... |
8 |
1.2. КОЖА.................................................................................................. |
9 |
1.3. ОБУВЬ............................................................................................... |
10 |
1.4. НИТИ И ТКАНИ.............................................................................. |
14 |
1.4.1. Шерсть.................................................................................... |
14 |
1.4.2. Крапива................................................................................... |
15 |
1.4.3. Лен.......................................................................................... |
16 |
1.4.4. Хлопок.................................................................................... |
17 |
1.4.5. Шелк....................................................................................... |
18 |
1.4.6. Синтетические волокна......................................................... |
18 |
1.4.7. Ткани....................................................................................... |
19 |
1.4.8. Прядение ................................................................................ |
21 |
1.4.9. Ткачество................................................................................ |
23 |
1.4.10. Первый вязальный станок................................................... |
27 |
1.4.11. Гобелен................................................................................. |
28 |
1.4.12. Жаккард и его станки.......................................................... |
28 |
1.4.13. Последствия промышленной революции.......................... |
29 |
в производстве тканей..................................................................... |
29 |
1.5. ШИТЬЕ.............................................................................................. |
30 |
1.5.1. Швейная машина................................................................... |
30 |
1.5.2. Наперстки............................................................................... |
31 |
1.5.3. Булавки................................................................................... |
32 |
1.5.4. Пуговицы................................................................................ |
33 |
1.5.5. Кнопки.................................................................................... |
33 |
1.5.6. Молния................................................................................... |
33 |
1.5.7. Липучки.................................................................................. |
34 |
1.6. ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ...................................................................... |
35 |
1.6.1. Брюки...................................................................................... |
35 |
1.6.2. Трусы и кальсоны.................................................................. |
37 |
1.6.3. Когда и кем был изобретен бюстгальтер?........................... |
38 |
1.6.4. Пять вещей, которые появились в нашем |
|
гардеробе в ХХ в. ............................................................................ |
40 |
1.6.5. Памперсы ............................................................................... |
42 |
1.6.6. Галстук ................................................................................... |
42 |
3 |
|
1.7. БЕЗ ЧЕГО ОДЕЖДЫ ИНОГДА НЕДОСТАТОЧНО .................... |
43 |
1.7.1. Сумки...................................................................................... |
43 |
1.7.2. Косметика............................................................................... |
46 |
1.7.3. Зонт......................................................................................... |
50 |
1.8. МОДА................................................................................................ |
51 |
2. МЕТАЛЛУРГИЯ................................................................................. |
54 |
2.1 ПЕРВЫЕ СЕМЬ МЕТАЛЛОВ.......................................................... |
54 |
2.1.1. От камня к бронзе.................................................................. |
54 |
2.1.2. Железный век......................................................................... |
57 |
2.1.3. Гипотеза.................................................................................. |
61 |
2.1.4. Дамасская сталь, булат.......................................................... |
63 |
2.1.5. Чугун и сталь ......................................................................... |
66 |
2.1.6. Золото..................................................................................... |
74 |
2.1.7. Серебро................................................................................... |
76 |
2.1.8. Олово...................................................................................... |
76 |
2.1.9. Свинец.................................................................................... |
77 |
2.1.10. Ртуть ..................................................................................... |
77 |
2.2. ДРУГИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ................................................. |
78 |
2.2.1. Легирование........................................................................... |
78 |
2.2.2. Подшипниковые материалы................................................. |
79 |
2.2.3. Алюминий.............................................................................. |
80 |
2.2.4. Платина................................................................................... |
81 |
2.2.5. Сплавы, удостоенные Нобелевской премии....................... |
83 |
2.3. ЛИТЬЕ............................................................................................... |
83 |
2.3.1. Основные вехи в развитии литья ......................................... |
83 |
2.3.2. Колокола и пушки................................................................. |
84 |
2.4. КУЗНЕЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО.................................................... |
91 |
2.5. СВАРКА............................................................................................ |
96 |
2.6. ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ................................................. |
97 |
2.7. РУССКИЕ УЧЕНЫЕ-МЕТАЛЛУРГИ............................................ |
99 |
2.7.1. П.П. Аносов............................................................................ |
99 |
2.7.2. Д.К.Чернов........................................................................... |
100 |
2.7.3. И.П.Бардин........................................................................... |
101 |
2.7.4. А.А. Байков.......................................................................... |
102 |
2.8. ГОРНОЕ ДЕЛО............................................................................... |
103 |
3. ИНСТРУМЕНТ, СТАНКИ, ПРОИЗВОДСТВО.............................. |
109 |
3.1. ВВЕДЕНИЕ..................................................................................... |
109 |
3.2. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТ................. |
112 |
3.2.1. Сверлильный станок............................................................ |
112 |
4 |
|
3.2.2. Токарный станок.................................................................. |
114 |
3.2.3. Фрезерный и некоторые другие станки............................. |
120 |
3.2.4. Станки-автоматы................................................................. |
121 |
3.3. ПРОИЗВОДСТВО.......................................................................... |
123 |
3.3.1. Ремесленник становится рабочим...................................... |
123 |
3.3.2. История развития мануфактур........................................... |
126 |
3.3.3. От мануфактур - к заводам и фабрикам............................. |
129 |
4. ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ ............................................................. |
132 |
4.1. ВВЕДЕНИЕ..................................................................................... |
132 |
4.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ...................................... |
134 |
4.3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ И ВЕСА...................... |
135 |
4.4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ .............................. |
135 |
4.5. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ....................... |
136 |
4.6. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ................................. |
137 |
4.6.1. Солнечные часы................................................................... |
137 |
4.6.2. Водяные часы....................................................................... |
140 |
4.6.3. Часы песочные и огневые................................................... |
142 |
4.6.4. Механические часы............................................................. |
145 |
4.6.5. Андроиды............................................................................. |
158 |
5. СТРОИТЕЛЬСТВО ........................................................................... |
162 |
5.1. ЖИЛИЩЕ ....................................................................................... |
162 |
5.1.1. Исторический обзор............................................................ |
162 |
5.1.2. Квартира............................................................................... |
167 |
5.1.3. Туалет................................................................................... |
173 |
5.1.4. Ванная................................................................................... |
176 |
5.1.5. Стирка и мыло ..................................................................... |
178 |
5.1.6. Лифты................................................................................... |
181 |
5.1.7. Отопление ............................................................................ |
183 |
5.1.8. Вентиляция и кондиционирование.................................... |
185 |
5.1.9. Свет....................................................................................... |
185 |
5.2. ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ................................... |
187 |
5.2.1. От древности до наших дней.............................................. |
187 |
5.2.2. Московская вода.................................................................. |
191 |
5.3. МУСОР............................................................................................ |
196 |
5.4. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ................................................ |
200 |
5.5. НЕКОТОРЫЕ ЗНАМЕНИТЫЕ ЗДАНИЯ И СОРУЖЕНИЯ...... |
205 |
5.5.1. Архитектура и строительство............................................. |
205 |
5.5.2. Пирамиды............................................................................. |
206 |
5.5.3. Вавилонская башня............................................................. |
207 |
5 |
|
5.5.4. Пантеон................................................................................. |
208 |
5.5.6. Великая китайская стена (Great Wall of China)................. |
208 |
5.5.7. Тадж Махал.......................................................................... |
208 |
5.5.8. Хрустальный дворец........................................................... |
209 |
5.5.9. Высотные дома и башни..................................................... |
209 |
5.6. ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ............................. |
219 |
5.6.1. Гидротехника и жизнь......................................................... |
219 |
5.6.2. Мировые каналы.................................................................. |
221 |
5.7. МОСТЫ И ТУННЕЛИ................................................................... |
232 |
5.7.1. Мосты................................................................................... |
232 |
5.7.2. Из Франции в Великобританию на автомобиле или по |
|
железной дороге ............................................................................ |
241 |
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ: НАУКА, ТЕХНИКА И ТРАДИЦИИ.... |
243 |
ЛИТЕРАТУРА....................................................................................... |
251 |
6
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая книга является продолжением серии учебных пособий по курсу «История науки и техники», поставленному в Московском государственном индустриальном университете. Последняя глава второй части логически сочетается с учебным пособием С.М.Борисова «Совершенствование строительных и грузоподъемных машин с древности до наших дней», выпущенным издательством МГИУ в 2001 г. Книга, посвященная истории автомобилестроения и некоторым смежным вопросам, издана в 1996 г. (первое издание) и в 1998 г. (второе издание). Подготовлена к печати книга «Энергетика и электротехника».
После выхода в свет первой части книги «Материалы и технологии» автор получил замечание о том, что в ней слишком много внимания, уделяется легкой промышленности. На это можно ответить известным высказыванием знаменитого Уолта Диснея, который считал уместным развлекать людей в надежде, что они при этом учатся. Кроме того, совершенно неоспоримо, что, не удовлетворив свои основные потребности в еде, питье и одежде, человек не сможет прогрессировать. Инженер должен иметь широкий кругозор, который позволяет ему находить неординарные решения. Поэтому в историческом курсе нельзя замыкаться только на тяжелом машиностроении, как было модно в нашей стране на протяжении 70 с лишним лет.
7
1. ОДЕЖДА И ОБУВЬ
1.1. ВВЕДЕНИЕ
Одежда включает в себя различные виды покровов человеческого тела: белье, платье, чулочно-носочные изделия, обувь, головные уборы. Связанные единством назначения и использования, дополненные украшениями, прической и гримом, эти предметы составляют костюм. Именно костюм является выразителем социальной и индивидуальной характеристики человека, его возраста, пола, характера, эстетического вкуса. Безраздельно сливаясь с физическим обликом челов., костюм формирует его в соответствии с общественным эстетическим и нравственным идеалом. Непродолжительное господство определенных форм костюма называется модой. Мода в какой-то мере отражает многогранность социального, исторического и художественного развития челов. Можно сказать, что она отражает конкретный исторический идеал определённого периода.
Люди всех времен и народов судят друг о друге «по одежке», и этот факт нашел свое отражение в многочисленных пословицах и поговорках. Человек издавна видел в богатстве и роскоши выражение благополучия и достоинства и иногда в этом стремлении не знал никаких пределов. Роскошь владык Древнего Мира и сегодняшних кинозвезд вызывает удивление.
В жарком климате тропической Африки, которая по мнению ученых, является родиной человека, украшения часто являются единственной одеждой. Эстетическая и символическая функции одежды в культуре человека предшествовали ее практическому назначению: защите от внешней среды.
Непременным элементом одежды очень скоро стал пояс, к которому можно прикрепить мешочки и короба для размещения необходимых орудий и пищи. В основе всех типов одежды лежит один элемент – прямоугольный кусок кожи или ткани, драпирующийся вокруг той или иной части тела. Все виды современной одежды восходят к двум типам: набедренной повязке, от которой произошли штаны и юбки, и свободно свисающего плаща, который, если сделать в нем отверстие для головы и подпоясать на талии, становится прототипом платья и рубашки. Архаические виды одежды типа плащей и набедренных повязок сохраняются у многих народов мира: это саронг и сари у народов Южной и Юго-Восточной Азии, женские не сшитые юбки-поневы из южнорусских деревень, латиноамериканские плащи-пончо и многое другое. К ним же относятся античные хитоны, пеплосы, туники и тоги [2].
Археологические раскопки показывают, что одежда появилась на самых ранних этапах развития человеческого общества, причем обувь возникла гораздо позже, чем другие элементы костюма. Одежда всегда сочетала в себе целесообразность и красоту. Защищая тело человека от холода
8
и жары, атмосферных осадков и ветра, одежда выполняла практическую функцию. С другой стороны, перья, кости, волосы, зубы убитых животных носили как защитные и символические элементы.
Как был одет человек из альпийского ледника
Одежда Этци была разорвана почти на сто клочков, но ее общий первозданный вид совершенно ясен. Он носил длинную рубаху, сшитую из кусков козьих и оленьих шкур и длинные кожаные чулки в виде цилиндров, доходящих до ступней. Нитками служили тонкие сухожилия животных. Чулки подвязывались к поясу, одетому на набедренную повязку. Башмаки из мягкой кожи для утепления были наполнены сухой травой. Поверх рубахи одевалась сплетенная из травы большая накидка. На голове Этци носил меховую шапку. Следов перчаток или варежек не было обнаружено.
Образ жизни человека определял первые примитивные формы одежды. Звериные шкуры и растительные волокна были первыми материалами для нее. Наиболее древняя форма одежды – драпирующая, окутывающая тело. Она крепилась с помощью завязок, поясов, застежек. Затем появилась более сложная форма – накладная, которая может быть глухой и распашной. Накладную глухую одежду надевали через голову, распашная имела спереди разрез сверху донизу. Одна из наиболее древних форм одежды – меховая туника без рукавов.
1.2. КОЖА
Кожа и мех являются теми видами сырья, с которыми человечество познакомилось очень давно. Люди быстро поняли, что убитое ими животное дает не только еду, но и шкуру, которая может согреть и защитить. Особенно важно это было при наступлении ледниковой эпохи, когда средняя температура в Европе была ниже современной на 12 градусов. Следует отметить, что, по всей вероятности, земледельцы и охотники были закаленными людьми. Так, жители Огненной Земли, обитающие на самом холодном, южном участке Американского континента, чаще всего носили только маленькую накидку из небольшого куска кожи, которую передвигали против ветра. Даже в снегопад они были практически голыми. Скифы, обитатели причерноморских степей в античные времена, по свидетельству греческих путешественников, спокойно переносили зимнюю стужу, обнаженные по пояс.
Однако обработка кожи является довольно сложным делом, поэтому древние персы носили штаны мехом внутрь. Снятие кожи с убитого животного больших трудностей не представляло. Дальнейшая ее обработка шла с помощью хорошо известных археологам инструментов: ножей, скребков, костяных игл, шил. Народы Сибири использовали каменные
9
скребки при обработке кожи еще в прошлом веке. Земледельцы пользовались керамическими скребками из разбитых сосудов. Кожа также использовалась для производства ремней, щитов, лодок, емкостей для хранения
[1].
Кожа после свежевания содержит воду, минеральные вещества, жиры и белки. Она состоит из трех слоев: кожицы, к которой относятся шерстяной покров, щетина, перья, копыта, рога, когти; дермы, т.е. собственно кожи (70-98% общей толщины), состоящей из коллагеновых волокон; подкожной соединительной ткани, представляющей самый нижний слой, который соединяет кожу с мышцами. Наличие влаги приводит к быстрому гниению, поэтому сырую кожу нужно консервировать. Самый простой способ сохранения состоит в высушивании. В настоящее время кожу также солят, замораживают, дубят, превращая сыромять в конечный продукт – выделанную кожу. Дубление сейчас проводят в растворах неорганических веществ (соли хрома и алюминия). Применяются также органические дубильные вещества из коры и листьев. В прошлом широко использовался чернильный орешек и сосновая кора, раствор золы, воск. Замша изготавливается с использованием рыбьего жира. Свойства выделанной кожи качественно отличаются от сырой. Она водоотталкивающая, в условиях сухости не твердеет, сохраняет эластичность и воздухопроницаемость, более устойчива к гниению.
В Средневековье обработка кожи достигла высокого уровня развития раньше у русских, болгар, венгров и турок. Славилась также кожа из Марокко – марокен, из Софи – сафьян (мягкая кожа красного или зеленого цвета), из Кордобы – кордуан. Шагреневая кожа (реликвия) изготавливалась из конских шкур.
Используется не только кожа наземных животных, но и рыб. В основном для галантереи: сумки, футляры, обложки для записных книжек. Лучшая рыбья кожа – карпа. Она толстая и прочная, а чешуйки образуют асимметричные, но гармоничные узоры, которые может изобрести только природа.
1.3. ОБУВЬ
При температуре тела - 34,6o C температура рук будет 34o C, ног - 32,2o C, а стоп всего 25-20o C. Поэтому ноги в соответствии с пословицей надо держать в тепле, не забывая и другой истины: человек с мозолями не может быть счастлив.
Первая обувь представляла кусок материала (кора, камыш, папирус, лыко, береста, кожа), который прикреплялся к подошве или обматывал ногу. Первыми моделями были меховые башмаки, сапоги, полусапожки, а также сандалии. Существует деревянная национальная обувь: голландские
10