В. И. Лебедев
Занимательная техника
в прошлом
*** 1929 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
ОГЛАВЛЕНИЕ Глава первая. — В помощь язобретателю Человек как машина или фабрика 3 Что может почерпнуть изобретатель, наблюдая природу 6 Два примера из истории 10 Как изобретал Эдисон 11 Музей истории техники 19 Глава вторая. — Из прошлого машины Что такое машина 28 Машины древних культурных народов 30 Машины в средние века и в эпоху возрождения.32 Машины XVIII века 37 Зарождение паровой машины 39 Машины - орудия в XVIII веке 41 История паровой машины в XIX веке 43 Вечный двигатель 43 Начало электрификации 44 В борьбе с энергетическим голодом 46 Первые солнечные машины 46 Знаменитые автоматы 52 История одного заблуждения 60 Говорящие машины 67 Глава третья. — Транспорт прежде Предшественники современного автомобиля 72 Первые железные дороги 82 История велосипеда 91 Первый кругосветный перелет 99 Глава четвертая. — Из истории техники связи и мировых сношений Из истории телеграфа 104 Первый кабель через океан 114 Кто изобрел телефон 121 История пера и пишущей машины 130 История книги 136 Глава пятая. — Из прошлого некоторых полезных изобретений История СПИЧКИ 143 Борьба за свет . 148 Прошлое печки 154 История резины 155 История часов 163 Глава шестая. — Русская техника в прошлом Пути сообщения 174 Горное дело и металлургия в XVII веке 178 Строительное искусство 130 Обработка волокнистых веществ 183 Освещение 184 Стеклоделие и другие производства 184 Русские изобретения до начала 18 века 184 Как прежде ездили из Москвы в Ленинград 186 Первые паровые машины в России 192 ГЛАВА ПЕРВАЯ В ПОМОЩЬ ИЗОБРЕТАТЕЛЮ ЧЕЛОВЕК КАК МАШИНА ИЛИ ФАБРИКА Декарт, великий мыслитель XVII века, рассматривал человеческое тело, как машину. Современный ученый был бы более склонен назвать наш организм скорей фабрикой, чем только машиной. Человек — „завод", который имеет свою особую „технику". В этом заводе имеется разделение труда, — различные органы исполняют вполне определенную функцию, — и своя система управления при помощи нервов. Эти нервы, соединяющие различные органы тела с мозгом, напоминают собой телефонную сеть большой фабрики. Один из главных органов человеческого тела — сердце. Сердце машина весом всего 300 г. Его мощность — около 1/д75 лош. силы. Нормально эта живая машина работает 70 — 80 лет без перерывов и вовсе не требует — вернее, не допускает — ремонта. При каждом ударе сердце - машина совершает работу, достаточную для подъема 400 г на высоту одного метра. С каждым ударом сердце прогоняет из вен Vio литра крови в правое предсердие, оттуда в правый желудочек и затем, через легочную артерию, к легким, где кровь очищается с помощью вдыхаемого нами кислорода. Из легких обновленная кровь через легочную вену прогоняется в левое предсердие, затем в левый желудочек и оттуда в большую аорту. Благодаря этой машине-сердцу кровь питает все органы, кожу, нервы... В течение одной минуты сердце перекачивает 7 литров крови (около 30 стаканов); в сутки это составит больше 5000 литров, а за год жизни — 4000000 литров, т.-е. восемь тысяч сорокаведерных бочек! И эта машина, созданная природой, работающая без ремонта десятки лет, весит всего 300 г. Такой машине позавидует любая фабрика. Не потому ли многие изобретатели старались подражать природе? Что наши руки — замечательные рычаги, знал еще Борелли, ученик Галилея, современник Декарта. Рисунок, который вы видите здесь, взят из замечательного сочинения Борелли — „О движении животных“. По вычислению Борелли, если держать руку горизонтально и подвесить к пальцам 10 фунтов, то все мышцы руки вместе производят тягу в 2000 фунтов. Какою же огромною крепостью должен обладать тот материал, из которого сделана мышца! Современная наука выяснила, кроме того, что мышцы обладают огромной эластичностью. Здесь есть чему поучиться технику. Французский ученый Марэй показал на опыте, что при перевозке тяжестей получается 26% экономии усилия, если лошадь, запряженная в экипаж, тянет его при помощи эластических тяжей. Как видим, природа недаром создала эластические мышцы: в целях экономии силы человека. Не менее интересна особенность костей у человека и животных. Надо заметить, что только со времени Галилея (XVII век) начали изучать то, что теперь называют сопротивлением материалов. В настоящее время установлено, что сопротивление сгибанию одинаково как для сплошного стержня, так и для полого, имеющего достаточной толщины стенку. Кости наших рук и ног внутри пусты. По типу наших костей строят теперь рамы велосипедов: пустые металлические трубки велосипеда дают, при своей легкости, весьма большую прочность. Как видим, за сотни тысячелетий естественного подбора животное царство выработало тип рычага, который одобряет современная техника. Физиологи установили, что для раздробления кости нужно употребить давление около 3 тонн. Посмотрите рисунок, где приведены в связь техника природы и техника, созданная человеком. На рисунке даны — разрез бедренной кости, вычерчены линии давлений, т. е. кривые, вдоль которых передается усилие, и, наконец, показана схема действующих усилий в стрелке подъемного крана. Инженеры сознательно добиваются того, чего „инстинктивно", но целесообразно достигает природа! Приведу еще пример из области того, как работает фабрика-организм. Он относится к органам наших чувств. Наиболее совершенным является орган зрения — глаз. Впрочем, в отношении чувствительности чувство вкуса превосходит глаз: язык знатока вин, если можно так выразиться, „смеется" над самым тонким химическим анализом. По строению глаз напоминает собой фотографический аппарат, который стал орудием исследования лишь в средине XIX столетия. Вы, наверное, знаете, что матовое стекло фотографического аппарата и чувствительная фотографическая пластинка, устанавливаемая на его место по наведении аппарата на фокус, представляет подражание чувствительной сетчатой оболочке глаза. В последнее время физиологи идут еще дальше в сравнении процесса зрения с фотографированием. Высказывается предположение, что на сетчатой оболочке получается такое же химическое видоизменение ее поверхностного слоя, как в пленке чувствительного слоя Рис. 2. Бедренная кость (налево) с вычерченными линиями давлений и стрелка подъемного крана (направо) с схемой действующих усилий. фотографической пластинки, а роль так называемой пурпурной жидкости глаза — роль проявителя и фиксажа, вызывающих изображения на пластинке. ЧТО МОЖЕТ ПОЧЕРПНУТЬ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ, НАБЛЮДАЯ ПРИРОДУ Посмотрим теперь, какова „техника" в других уголках природы. Вам, наверно, памятны полеты Амундсена и пролеты Нобиле на полюс? Помните форму их дирижаблей? Форма аэростата была математически обоснована впервые Жиффаром примерно лет 75 тому назад. Его дирижабль представлял собой „тело вращения" дуги вокруг своей хорды, т.-е. имел форму „чижа", в который играют дети. В наше время конструкторы отказались от такой формы дирижабля. Современный „цеппелин" походит скорей на рыбу. Нужно ли упоминать, что современные быстроходные аэропланы похожи на птицу? Между тем первый летательный аппарат Райта (1S03 г.) походил скорее на ящичный змей, чем на птицу. И только через двадцать лет летательный аппарат принял ту форму, которую выработала природа. Не покидая мира птиц, приведу еще пример, показывающий удивительную технику природы. Посмотрите, как устроены ноги многих птиц. Природа снабдила птиц особым механизмом: как только птица садится на ветку и поджимает ноги, мускул-тяж тянет когти, и они автоматически обхватывают ветку. Вот тоже механизм, достойный подражания! Рис. 5. Аппарат Райта в полете напоминает большой змей. Мы живем в век электрификации. Интересно знать, мог ли бы электротехник почерпнуть свои знания из самой природы? Физиологи отвечают на этот вопрос утвердительно. Рис. 4. Рыба и цеппелин. В морях водятся рыбы, вооруженные органами, производящими электрический разряд. К таким рыбам принадлежит, например, электрический скат („Торпедо мар-мората"), электрический угорь („гимнотус электрикус"). Рис. 6. Аэроплан 1924 г. похож на птицу. Долгое время думали, что эти рыбы выпускают особый яд. Действие этого „яда“ настолько значительно, что, например, ученый Гумбольт чувствовал полученный им удар от угря целые сутки: болели суставы. Другой естествоиспытатель, Капплер, после удара угря упал в воду и в течение двух минут ощущал паралич ног. Не даром жители южной Америки, где водится электрический угорь, называют его „арима“, что на их языке значит „лишающий движения". Современные физиологи изучали устройство и работу электрического органа угря. Оказалось, что он представляет собой как бы батарею из 8000 элементов и, по измерениям Дюбуа Раймонда, напряжение его доходит до 300 вольт. Такое напряжение почти в три раза больше напряжения тока, который питает наши электрические лампы. Я мог бы привести много примеров из мира растений и животных, показывающих, насколько высока техника, созданная самой природой на протяжении тысячелетий. Для изобретателя, не только для ученого, природа является замечательной книгой, из которой он может черпать идеи, полезные для использования сил природы. ДВА ПРИМЕРА ИЗ ИСТОРИИ Великий инженер, естествоиспытатель и гениальный художник XV века Леонардо да Винчи в своих изобретениях старался подражать природе. Чтобы построить летательный аппарат, он наблюдал за полетом птиц. Леонардо написал замечательную книгу „О летании птиц", оказывающуюся полезной для конструкторов аэропланов еще и в наши дни. Стараясь подражать природе, изобретатель не всегда, однако, сразу находит в ней ответ. Таких примеров можно было бы указать из истории техники очень много. Изобретатели первого парового экипажа были уверены, что паровоз, стоящий на гладких колесах, не будет двигаться, — нужна „зацепка" для этого. Первые строители железной дороги снабдили поэтому паровоз зубчатыми колесами, а рельсы — зубчатой рейкой. Но англичанин Брунтон решил выйти из этого затруднения иначе: чтобы заставить двигаться паровоз, он снабдил его искусственными ногами. Он следовал природе, но неудачно. Надо было очень много рычагов, чтобы при движении поршня вперед и назад заставить передвигаться искусственные ноги, которые подталкивали бы паровоз. Вот поучительный пример того, что сам по себе верный принцип „подражай природе может иной раз привести изобретателя и к ложному направлению в его работе. КАК ИЗОБРЕТАЛ ЭДИСОН О том, что изобрел Эдисон, писалось много. Но многие ли знают, как он изобретал? Даже беглый перечень всех работ этого изобретателя потребовал бы солидного тома. На одну только систему электрического освещения со всеми ее деталями взято Эдисоном более 1000 привилегий! А ведь электрическое освещение — только часть того, что сделано этим изобретателем. С именем Эдисона связаны почти все важнейшие изобретения конца XIX и начала XX века. 1. В 1877 г. Эдисон изобрел фонограф — прибор, записывающий и воспроизводящий человеческую речь и музыку. Недавно этому изобретению исполнилось 50 лет. А над усовершенствованием фонографа Эдисон упорно работал всю свою жизнь. 2. В 1879 году впервые засветилась „эдисоновская электрическая лампочка. Правда, это изобретение является только развитием идеи А. Н. Лодыгина. С лодыгинской лампочкой Эдисон познакомился через некоего Хотинского. И все же вышло так, что всюду засветились именно американские лампочки. Причина — хорошо разработанная эдисоновская система освещения: удобная проводка, патроны, предохранители и пр. Все приспособления к освещению: патрон, способ включения лампочек, предохранитель („пробка") и пр. — это изобретено Эдисоном. Он первый осуществил центральную электрическую станцию и построил динамо - машину особой конструкции для своего освещения. Впервые такая машина заработала на пароходе „Колумбия". Здесь в 1880 г. была пущена первая центральная установка электрического освещения с лампочками накаливания. Сейчас этот источник тока получает все большее распространение. Эдисон поставил своей задачей получить такой источник тока, который имел бы малый вес при большом количестве энергии. Он стремился создать как бы конкурента углю: то, над чем работал и наш изобретатель „электрической свечи" — П. Н. Яблочков. Эдисону удалось отчасти разрешить ту задачу, которую он себе ставил. Какими еще изобретениями прославился Эдисон? 4. Что Эдисон сделал много усовершенствований в телеграфном и телефонном деле — общеизвестно. 5. Меньше знают о замечательном изобретении Эдисона в строительном деле, изобретении, сделанном им еще в 1907 г. об особом спо собе дешевой постройки домов, при котором дом не строится, а отливается при помощи форм. Получается очень простой „дом-монолит“. Отлить его можно в 2 — 3 дня. 6. Наш век часто называется „веком радио". И в этой молодой отрасли техники Эдисоном сделано много открытий. Еще когда никто не думал о радиопередаче, у Эдисона был уже взят патент (1885 г.) на беспроволочную передачу сигналов. Любопытно, что Маркони, при основании „Общества беспроволочного телеграфа", должен был купить этот патент у Эдисона. 7. Работа катодной лампочки, так хорошо знакомой нашим радиолюбителям, основана на явлении, открытом также Эдисоном (в 1885 году). 8. Эдисону первому удалось осуществить говорящий кинематограф — соединением кинематографа с фонографом. Америке первые трамваи были системы Эдисона. И т. д. и т. д. Было бы, однако, ошибкой думать, что все изобретения этого великого человека достались ему легко, что Эдисон только человек с большой фантазией и что в этом причина успеха и его изобретений. На самом деле успех Эдисона основан на других качествах его характера. Прежде всего он настойчив в работе. Работая, например, над лампочкой накаливания, Эдисон предпринимает ряд опытов, которым отдает по часов в сутки. Необходимость изучить десятки томов, чтобы найти ответ на нужный вопрос, не останавливает Эдисона. Когда в процессе работы Эдисон пришел к исследованию угольной нити для накала, он изучает десятки тысяч видов древесины для изготовления нити. Наилучшей нитью оказалась нить из древесины бамбука. Но имеется до 1200 видов этого_ дерева. Какой взять? Надо испробовать все без исключения! Эдисон командирует агентов во все части света и, после долголетних опытов и исследований, убеждается, что лучшие результаты дает именно японский бамбук. Такова настойчивость этого человека в работе, настойчивость, не знающая границ. Умение довести работу до конца — одна из характерных черт Эдисона. В этом он напоминает знаменитого Фарадея, который на вопрос, чему он обязан успехам в своих работах, ответил: „Тем, что я, начиная, довожу дело до конца". Не менее яркий пример дает работа Эдисона над фонографом и граммофоном. Об этих работах он рассказывает следующее. „В продолжение семи месяцев по 18 20 часов в день я работал над одним только словом, которое „не умел сказать мой аппарат. Я говорил в фонограф „спешиал , „спешиал"... (английское слово, которое означает „особенный"). А мой аппарат отвечал „пешиа", „пешиа“, и я не мог его заставить говорить другое. Было от чего сойти с ума! „Но я достиг того, что если даже произнести тысячу слов со скоростью 150 слов в минуту, прибор повторит их. Вы поймете всю трудность работы, если я скажу, что следы, оставляемые на цилиндре от слова „спешиал“ — в 1 000000 долю дюйма глубины 1 и совершенно невидимы, даже в микроскоп. Отсюда вам ясно, как я работаю. „Легко изобрести удивительные вещи, трудно усовершенствовать их настолько, чтобы придать им практическую ценность. Вот над чем я работаю главным образом". Такая же настойчивость наблюдается у Эдисона и в методах проведения им своих изобретений в жизнь: в уменьи заинтересовать общество и промышленные круги своим изобретением. Приведу один пример. С изобретением способа записывать и воспроизводить речь, с фонографом, Эдисон познакомил публику следующим образом. Это было в 1879 г. В редакцию крупной газеты явился молодой человек, который попросил аудиенции у редактора. Войдя в приемную, он молча пустил в ход свой аппарат, который довольно громко спел куплеты очень ходовой в то время американской песенки и затем сказал: „Здравствуйте, господин редактор, как вам нравится фонограф — новое изобретение Эдисона?" На этой первой демонстрации фонографа перебывала вся редакция, и на следующий день в газете был помещен огромный фельетон о новом замечательном изобретении и его авторе — Эдисоне. Имя изобретателя сразу стало широко известным. KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
